JPH08336832A - Fiber-reinforced pellet structure for thermoforming - Google Patents

Fiber-reinforced pellet structure for thermoforming

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JPH08336832A
JPH08336832A JP7251491A JP25149195A JPH08336832A JP H08336832 A JPH08336832 A JP H08336832A JP 7251491 A JP7251491 A JP 7251491A JP 25149195 A JP25149195 A JP 25149195A JP H08336832 A JPH08336832 A JP H08336832A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 増加せしめられた繊維含有量を有し、個々の
フィラメントの含浸ポリマーによるぬれにすぐれた熱成
形用繊維強化ペレット構造物の提供。 【解決手段】 3〜100mmの長さを有し、熱可塑性ポ
リマーと、少なくとも30容量%の平行に整列された強
化用フィラメントとを含み、ボイド含量が15%未満で
ある連続した構造物を細断したペレットの形をしてお
り、個々のフィラメントが溶融物引出成形法において熱
可塑性ポリマーによって実質的にぬらされているよう
に、構成する。
Kind Code: A1 Abstract: The present invention provides a fiber-reinforced pellet structure for thermoforming, which has an increased fiber content and is excellent in wetting by an impregnated polymer of individual filaments. A continuous structure having a length of 3 to 100 mm, comprising a thermoplastic polymer and at least 30% by volume of parallel aligned reinforcing filaments and having a void content of less than 15% is fine. It is in the form of chopped pellets and is constructed so that the individual filaments are substantially wetted by the thermoplastic polymer in the melt pultrusion process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は熱成形用繊維強化ペ
レット構造物に関し、さらに詳しく述べると、熱可塑性
樹脂あるいはポリマーと、強化用フィラメントとを含む
熱成形用繊維強化ペレット構造物に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fiber-reinforced pellet structure for thermoforming, and more particularly to a fiber-reinforced pellet structure for thermoforming containing a thermoplastic resin or polymer and a reinforcing filament.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の繊維強化ペレット構造物の製造
は、たとえば、溶媒含浸法、溶融物含浸法等を用いて実
施されている。溶融物含浸法は、たとえば、溶融物引出
成形法を包含する。溶融物引出成形法あるいは略記して
引出成形法は、ガラス繊維のトウまたはロービングを低
粘度の熱硬化性樹脂の浴に通して引いて繊維を含浸する
ことによって行うことができる。このようにして得られ
た構造物は、引き続いて、加熱によって硬化せしめられ
る。このような方法は少なくとも10年間前から知られ
ているが、熱可塑性樹脂含浸構造物の製造に商業的にい
かなる程度にも使用されているわけでもない。この理由
は、粘稠な溶融樹脂中に通して引くとき、繊維をぬらす
のが困難であるからである。得られる製品は、ぬれに劣
る結果、許容し得ない性質を有する。
2. Description of the Related Art Conventional production of fiber-reinforced pellet structures is carried out, for example, by a solvent impregnation method, a melt impregnation method or the like. The melt impregnation method includes, for example, a melt drawing method. The melt pultrusion method, or abbreviated pultrusion method, can be carried out by passing a tow or roving of glass fibers through a bath of low viscosity thermosetting resin to impregnate the fibers. The structure thus obtained is subsequently cured by heating. Although such methods have been known for at least 10 years, they have not been used commercially to any extent in the manufacture of thermoplastic resin impregnated structures. The reason for this is that it is difficult to wet the fibers when drawn through a viscous molten resin. The resulting product has unacceptable properties as a result of poor wetting.

【0003】繊維をぬらしかつ、これによって、連続し
た繊維、たとえばガラス繊維に固有の非常に高いレベル
の物理的性質を最大限に使用する基礎を提供するという
特定の方法の効率は、その方法が、理論的に達成し得る
曲げ弾性率に到達する曲げ弾性率を有する製品を提供す
る程度を測定することによって、評価することができ
る。
The efficiency of a particular method is that it wets the fiber and thereby provides the basis for maximizing the very high levels of physical properties inherent in continuous fibers, such as glass fibers. , Can be evaluated by measuring the extent to which a product having a flexural modulus that reaches the theoretically attainable flexural modulus is provided.

【0004】理論的に達成しうる曲げ弾性率は、次のよ
うな混合物の簡単なルールを用いて計算する: EL =Vf f +Vm m ここで、EL は、組成物の縦方向のモジュラスであり、
f は、繊維の体積分率であり、Ef は、繊維の曲げ弾
性率であり、Vm は、マトリックスポリマーの体積分率
であり、そしてEm は、マトリックスポリマーの曲げ弾
性率である。
The theoretically achievable flexural modulus is calculated using the simple rule of mixtures as follows: E L = V f E f + V m E m where E L is the composition Is the vertical modulus,
V f is the volume fraction of the fiber, E f is the flexural modulus of the fiber, V m is the volume fraction of the matrix polymer, and E m is the flexural modulus of the matrix polymer. .

【0005】ところで、連続ロービングの含浸にコンベ
ンショナルの高分子量の熱可塑性樹脂の溶融物を使用す
ると、高いレベルの曲げ弾性率を得ることができない。
たとえば、米国特許第3,993,726号は、連続し
たロービングを高圧下にクロスヘッド押出機中で含浸
し、ダイを通してロービングを引き、そしてロービング
を冷却および成形してボイドを含まない成形品を製造す
る改良された方法を開示している。ポリプロピレンを用
いて得られた製品は、実施例1に示されていて、73重
量%のガラス繊維の含量について、わずかに約6GN/m
2 の、すなわち、理論的に達成できる値の20%の、曲
げ弾性率をしている。理論的に達成できるレベルに近づ
く曲げ弾性率レベルを有する材料を製造できることが望
ましい。
If a conventional high molecular weight thermoplastic resin melt is used for impregnation of continuous roving, a high level of flexural modulus cannot be obtained.
For example, US Pat. No. 3,993,726 impregnates continuous rovings in a crosshead extruder under high pressure, pulls the rovings through a die, and cools and shapes the rovings to produce void-free molded articles. An improved method of making is disclosed. The product obtained with polypropylene is shown in Example 1 and, for a glass fiber content of 73% by weight, only about 6 GN / m 2.
It has a flexural modulus of 2 , ie 20% of the theoretically attainable value. It would be desirable to be able to produce materials with flexural modulus levels approaching those theoretically attainable.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来の技術の問題点の認識のうえにたったもので、
特に繊維強化ペレット構造物において、繊維の含量が高
く、樹脂溶融物によってぬらされた個々のフィラメント
のぬれの度合が高く、ペレット構造物においてその凝集
状態を維持することが可能であり、ペレット構造物から
成形品を製造する場合に得られる成形品の外観の状態が
良好でありかつ成形品中においてフィラメントの長さに
ロスを生じないような、改良された繊維強化ペレット構
造物を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to realize the above-mentioned problems of the prior art.
Particularly in the fiber-reinforced pellet structure, the content of the fiber is high, the degree of wetting of individual filaments wetted by the resin melt is high, and it is possible to maintain the agglomerated state in the pellet structure. To provide an improved fiber-reinforced pellet structure in which the appearance of the molded product obtained when producing a molded product from the product is good and the filament length in the molded product is not lost. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記し
た目的を達成するための手段として、3〜100mmの長
さを有し、そして熱可塑性樹脂と、少なくとも30容量
%の平行に整列された強化用フィラメントとを含むペレ
ット構造物であって、該ペレット構造物が、次式(I)
により定義されるボイド含量:
According to the present invention, as a means for achieving the above-mentioned object, it has a length of 3 to 100 mm and is aligned with a thermoplastic resin in parallel with at least 30% by volume. And a pelletized structure having the following formula (I):
Void content defined by:

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】が15%未満である連続した構造物を細断
したペレットの形を有しており、そして該ペレット構造
物中に含まれる個々のフィラメントが、溶融物引出成形
法において前記熱可塑性樹脂によって実質的にぬらされ
ているものであること、及び前記ペレット構造物が、射
出成形して、成形後に得られる成形品中のフィラメント
がランダムに分散せしめられた個々のフィラメントの形
を有しておりかつ該フィラメントの少なくとも50重量
%が少なくとも3mmの長さを保持しているような成形品
に成形可能であること、を特徴とする熱成形用繊維強化
ペレット構造物が提供される。
Has the form of pellets chopped into a continuous structure with less than 15%, and the individual filaments contained in the pellet structure have the above-mentioned thermoplastic resin in a melt pultrusion process. That is substantially wetted by, and that the pellet structure has the form of individual filaments that are injection molded to randomly disperse the filaments in the resulting article after molding. And a fibrous reinforced pellet structure for thermoforming, characterized in that at least 50% by weight of the filaments can be shaped into a shaped article having a length of at least 3 mm.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその好ましい実施
の形態に関して詳細に説明する。なお、以下の記載で
は、本発明の理解を容易ならしめるために、本発明者ら
があわせて発明した繊維強化組成物、繊維強化構造物、
そして繊維強化成形品の説明との関連において本発明の
繊維強化ペレット構造物を説明することにする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to its preferred embodiments. In the following description, in order to facilitate understanding of the present invention, the fiber-reinforced composition, the fiber-reinforced structure, which the present inventors also invented,
Then, the fiber-reinforced pellet structure of the present invention will be described in connection with the description of the fiber-reinforced molded article.

【0011】本発明者らによりこのたび見い出された、
理論的に達成できるレベルに近づく曲げ弾性率レベルを
有する材料は、連続法によって製造されたものでありか
つ構造物の縦方向に延びる強化用フィラメントを構造物
の少なくとも30容量%含有し、そしてASTMD79
0−80に従って測定した構造物の曲げ弾性率が理論的
に達成できる曲げ弾性率の少なくとも70%、好ましく
は少なくとも80%であることを特徴とする、熱可塑性
樹脂あるいはポリマーと強化用フィラメントとを含む繊
維強化構造物である。これらの構造物の層間剪断強さ
は、10MN/m2より大、好ましくは20MN/m2 より
大である。この発明における使用に好ましい熱可塑性樹
脂は、融点が少なくとも150℃である結晶質ポリマー
およびガラス転移点が少なくとも25℃である非結晶質
ポリマーである。最適な剛性のために、熱可塑性樹脂
は、曲げ弾性率が少なくとも1GN/m2 、好ましくは少
なくとも1.5GN/m2 であるべきである。
The present inventors have recently found out that
Materials having flexural modulus levels approaching theoretically attainable levels are those made by the continuous process and contain at least 30% by volume of the structure of reinforcing filaments extending in the machine direction of the structure, and ASTM D79
A thermoplastic resin or polymer and a reinforcing filament, characterized in that the flexural modulus of the structure measured according to 0-80 is at least 70%, preferably at least 80% of the theoretically attainable flexural modulus. It is a fiber-reinforced structure containing. Interlaminar shear strength of these structures, greater than 10 MN / m 2, preferably greater than 20 mN / m 2. The preferred thermoplastics for use in this invention are crystalline polymers having a melting point of at least 150 ° C and amorphous polymers having a glass transition point of at least 25 ° C. For optimum rigidity, the thermoplastic should have a flexural modulus of at least 1 GN / m 2 , preferably at least 1.5 GN / m 2 .

【0012】上記した繊維強化構造物は、連続した整列
された繊維を良好にぬらすことができる種々の方法によ
って製造できる。これらの方法の1つにおいて、溶融粘
度が30Ns/m2 より小さく、好ましくは1〜10Ns/
2 である熱可塑性樹脂の溶融物中を通して、複数の連
続フィラメントを引いて、それらのフィラメントを溶融
樹脂でぬらすことからなり、その際、前記のフィラメン
トは引く方向にそって整列されていることを特徴とす
る、繊維強化組成物の製造法が提供される。必要に応じ
て、含浸されたフィラメントを団結させて繊維強化ポリ
マー構造物にしてもよい。熱可塑性樹脂の粘度は、剪断
速度とともに変化し、低い剪断速度におけるほぼ一定の
値から減少する。本願の場合、低い剪断速度における粘
度を参照する(通常ニュートン粘度と呼ばれるもの)。
この粘度は、直径1mmおよび長さ8mmのダイを用いる毛
管粘度計を用いて便宜に測定され、そして溶融粘度は、
10 3 〜104 N/m2 の範囲の剪断応力において測定
される。
The fiber-reinforced structure described above has a continuous alignment.
The various methods by which the wetted fibers can be wetted well
Can be manufactured. In one of these methods, melt viscosity
Degree is 30 Ns / m2Smaller, preferably 1-10 Ns /
m2Through the melt of the thermoplastic resin, which is
Continue pulling filaments to melt them
It consists of wetting with resin, in which case the filament
Are arranged along the pulling direction
A method of making a fiber-reinforced composition is provided. As needed
The impregnated filaments to form a fiber-reinforced poly.
It may be a mar structure. The viscosity of the thermoplastic resin is shear
Changes with velocity and is almost constant at low shear rates
Decrease from the value. In the case of the present application, the viscosity at low shear rates
Refers to degree (usually called Newtonian viscosity).
This viscosity is obtained by using a die with a diameter of 1 mm and a length of 8 mm.
It is conveniently measured using a tube viscometer, and the melt viscosity is
10 3-10FourN / m2Measured at shear stresses in the range
Is done.

【0013】驚ろくべきことには、このような樹脂ある
いはポリマーは、満足すべき物理的性質を達成するため
に熱可塑性樹脂の分野において通常適当であると考えら
れているよりもその分子量が低いという事実があるにも
かかわらず、強化された組成物は、極めてすぐれた物理
的性質を有している。したがって、強化された熱硬化性
樹脂あるいはポリマー組成物を引出成形法により製造す
るとき、含浸浴中の熱硬化性プレポリマーの粘度は、繊
維を良好にぬらすために、典型的には1Ns/m 2 より小
である。この低い粘度値を使用できる理由は、プレポリ
マーを引き続いて熱硬化法により固体の形態に変えるこ
とにある。これとは対照的に、熱可塑性樹脂あるいはポ
リマーは、通常、完全に重合した固体材料であり、そし
て熱可塑性ポリマーを加熱して溶融することによっての
み液体の形態で得られる。しかしながら、許容しうる物
理的性質を有するコンベンショナルな高分子量の樹脂あ
るいはポリマーの溶融粘度は、通常、100Ns/m2
超える。このように高い粘度の溶融物を用いる引出成形
法で、繊維の適切なぬれを得ることは不可能である。溶
融物の温度を上げることにより、溶融粘度をある程度下
げることができるが、熱可塑性樹脂の分解温度を下回る
温度下において可能な粘度の低下は、通常不十分であ
る。
Surprisingly, there are such resins
Or polymers to achieve satisfactory physical properties
Considered to be usually suitable in the field of thermoplastics
There is also the fact that its molecular weight is lower than
Regardless, the toughened composition has extremely good physical properties.
It has a physical property. Therefore, enhanced thermosetting
Manufacture resin or polymer composition by pultrusion method
The viscosity of the thermosetting prepolymer in the impregnation bath is
Typically 1 Ns / m for good wetting of the fibers 2Less than
Is. The reason why this low viscosity value can be used is because
The mer may then be converted to a solid form by thermosetting.
And there. In contrast, thermoplastics or
Limers are usually fully polymerized solid materials and
By heating and melting the thermoplastic polymer
It is obtained in liquid form. However, acceptable
A conventional high molecular weight resin with physical properties
The melt viscosity of the polymer or polymer is usually 100 Ns / m2To
Exceed. Pultrusion using a melt of this high viscosity
By law it is not possible to obtain proper wetting of the fibers. Melting
By raising the melt temperature, the melt viscosity can be lowered to some extent.
But below the decomposition temperature of the thermoplastic resin
The possible decrease in viscosity at temperature is usually inadequate
It

【0014】十分に低い溶融粘度を与えるのに十分に低
い分子量を有する熱可塑性樹脂を使用して、引出成形法
において繊維を適切にぬらすと、驚ろくべきことに、高
強度の製品が得られる。したがって、溶融粘度が30Ns
/m2 より小さく、好ましくは1〜10Ns/m 2 の間で
ある熱可塑性樹脂あるいはポリマーの溶融物を通して、
複数の連続フィラメントを引いて、それらのフィラメン
トを溶融樹脂でぬらすことによって得られ、その際、そ
れらのフィラメントが引く方向にそって整列されている
ことを特徴とする、繊維強化熱可塑性組成物もまた提供
される。製造された繊維強化構造物は、15%未満、好
ましくは5%未満のボイド含量を有するべきである。
Low enough to give a sufficiently low melt viscosity
Using a thermoplastic resin with a high molecular weight, a pultrusion method
Properly wetting the fibers at
A strong product is obtained. Therefore, the melt viscosity is 30Ns
/ M2Smaller, preferably 1-10 Ns / m 2Between
Through a melt of a thermoplastic or polymer,
Draw multiple continuous filaments to create a filament
Wetted with molten resin.
These filaments are aligned along the pulling direction
Fiber reinforced thermoplastic compositions are also provided, characterized in that
Is done. The manufactured fiber-reinforced structure is less than 15%,
It should preferably have a void content of less than 5%.

【0015】「連続繊維」または「複数の連続フィラメ
ント」という用語は、採用する処理条件下で、処理を実
施不能とする頻度での破断を伴うことなく、溶融樹脂あ
るいはポリマー中を引っ張るのに十分な強度のロービン
グまたはトウを形成するために十分な長さを繊維が有し
ているような、任意の繊維製品を意味する。適当な材料
は、ガラス繊維、炭素繊維、ジュートおよび高モジュラ
スの合成ポリマー繊維である。後者の場合において、ポ
リマー繊維は、処理を乱す破断を起こさないで樹脂溶融
物中を引っ張ることができるのに十分な強さを有すると
いう条件を満足することが重要である。破断を伴なわず
に含浸系を通して引っ張られるのに十分な強度を有する
ためには、繊維製品の連続繊維の大部分が1つの方向に
向けられていて、繊維製品が、連続繊維の大部分を整列
させて、溶融樹脂中を通して引っ張られるである。不規
則に配置された連続繊維から構成されたマットのような
繊維製品は、繊維の少なくとも50容量%が引く方向に
整列されている繊維構造物の一部分を形成しないかぎ
り、本発明における使用に不適当である。
The term "continuous fiber" or "plurality of continuous filaments" is sufficient to pull through a molten resin or polymer under the processing conditions employed without breakage at a frequency that renders the treatment infeasible. By any fiber product, such that the fibers have sufficient length to form rovings or tows of sufficient strength. Suitable materials are glass fibers, carbon fibers, jute and high modulus synthetic polymer fibers. In the latter case, it is important that the polymer fibers satisfy the condition that they are strong enough to be able to be pulled through the resin melt without causing disruption to the process. In order to have sufficient strength to be pulled through the impregnating system without breaking, the majority of the continuous fibers of the fiber product are oriented in one direction, and the fiber product has a majority of the continuous fibers. Align and pull through the molten resin. Textiles such as mats composed of randomly arranged continuous fibers are not suitable for use in the present invention unless they form part of a fiber structure in which at least 50% by volume of the fibers are aligned in the pulling direction. Appropriate.

【0016】連続繊維は、溶融樹脂中を通して引かれる
のに十分な一体性をもついかなる形態であることもでき
るが、便利には、実質的にすべての繊維が束の長さに沿
って整列されているような個々の繊維またはフィラメン
トの束(以後“ロービング”と呼ぶ)から成る。このよ
うなロービングを任意の数で使用することができる。商
業的に入手できるガラスロービングの場合において、各
ロービングは、8000本もしくはそれ以上までの連続
したガラスフィラメントから成ることができる。600
0本もしくはそれ以上までの炭素繊維を含有する炭素繊
維テープを使用してもよい。ロービングから織った布帛
もまた本発明における使用に適している。連続フィラメ
ントは、任意のコンベンショナルの表面サイズ剤、とく
に繊維とマトリックスポリマーとの間の結合を最大にす
るように設計されたサイズ剤で処理されていてもよい。
The continuous fibers can be in any form with sufficient integrity to be drawn through the molten resin, but conveniently all of the fibers are aligned along the length of the bundle. A bundle of individual fibers or filaments (hereinafter referred to as "roving"). Any number of such rovings can be used. In the case of commercially available glass rovings, each roving can consist of up to 8000 or more continuous glass filaments. 600
Carbon fiber tapes containing zero or more carbon fibers may be used. Fabrics woven from rovings are also suitable for use in the present invention. The continuous filaments may be treated with any conventional surface sizing, especially those designed to maximize the bond between the fibers and the matrix polymer.

【0017】本発明の使用により可能となる高レベルの
曲げ弾性率を達成するためには、連続フィラメントの表
面のできるだけ多くが溶融樹脂でぬらされることが必要
である。したがって、繊維が複数のフィラメントから成
るようなところでは、繊維を構成する個々のフィラメン
トの表面が、最適の効果を得るため、ぬらされなくては
ならない。フィラメントが表面サイズ剤あるいは定着剤
で処理されているところでは、サイズ剤が介在するた
め、樹脂は、繊維またはフィラメントの表面と直接に接
触しないであろう。しかしながら、繊維とサイズ剤との
間およびサイズ剤と樹脂との間において良好な接着が達
成されるかぎり、本発明の製品は、高い曲げ弾性率を有
し、そしてサイズ剤は、一般に、得られる性質を高める
であろう。
In order to achieve the high level of flexural modulus enabled by the use of the present invention, it is necessary that as much of the surface of the continuous filament as possible be wetted with molten resin. Thus, where a fiber is composed of multiple filaments, the surface of the individual filaments that make up the fiber must be wetted for optimal effect. Where the filament has been treated with a surface sizing or fixing agent, the resin will not come into direct contact with the surface of the fiber or filament due to the interposition of the sizing agent. However, as long as good adhesion is achieved between the fiber and the size and between the size and the resin, the products of the invention have a high flexural modulus and the size is generally obtained. Will enhance the nature.

【0018】上記した方法において用いられる熱可塑性
樹脂あるいはポリマーは、溶融物が30Ns/m2 未満、
好ましくは10Ns/m2 未満の粘度を有するかぎり、溶
融して凝集性の塊を形成するいかなるポリマーであって
もよい。強化組成物において許容しうる物理的性質を達
成するために、溶融粘度は、1Ns/m2 を越えることが
好ましい。先に示したように、要求された溶融粘度範囲
におけるポリマーの選択は、主としてポリマーの分子量
に従う。適当なポリマーの例は、熱可塑性ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、
ポリプロピレン、ポリアリーレンサルファイド、ポリフ
ェニレンオキシド/ポリスチレンブレンド、ポリエーテ
ルエーテルケトンおよびポリエーテルケトンである。種
々のその他の熱可塑性ポリマーを本発明の方法に使用で
きるが、たとえばポリエチレンのようなポリマーはこの
ような高強度の組成物を与えないであろう。
The thermoplastic resin or polymer used in the above method has a melt of less than 30 Ns / m 2 ,
It may be any polymer that melts to form a cohesive mass, preferably so long as it has a viscosity of less than 10 Ns / m 2 . In order to achieve acceptable physical properties in the reinforcing composition, the melt viscosity is preferably above 1 Ns / m 2 . As indicated above, the choice of polymer in the required melt viscosity range depends primarily on the molecular weight of the polymer. Examples of suitable polymers are thermoplastic polyesters, polyamides, polysulfones, polyoxymethylenes,
Polypropylene, polyarylene sulfides, polyphenylene oxide / polystyrene blends, polyether ether ketones and polyether ketones. Various other thermoplastic polymers can be used in the method of the present invention, but polymers such as polyethylene will not provide such high strength compositions.

【0019】ロービングの繊維を含浸する方法におい
て、適切なぬれを惹起するために適当な溶融粘度の樹脂
あるいはポリマーを使用することに加えて、ロービング
中への溶融物の浸透を最大にすることが必要である。こ
れは、ロービングを個々の構成繊維に、たとえば、ロー
ビングが溶融樹脂中へ入る前にロービングへ静電荷を加
えるか、あるいは、好ましくは、ロービングが溶融樹脂
中に存在する間、ロービングを広げて構成フィラメント
に分離することによって、できるかぎり分離することに
よって行うことができる。このことは、ロービングを張
力下に少なくとも1つの、好ましくはいくつかの、スプ
レダー表面の上に通すことによって、便宜に達成され
る。開繊され、樹脂で含浸された繊維に、たとえば、含
浸されたロービングを溶融物からダイを通して引くこと
によって前記の開繊された繊維を固めることによって、
さらなる仕事を加えると、ぬれの一層の向上が得られ
る。このダイは、含浸ロービングに望むプロフィルを有
することができ、あるいは、樹脂がなおも流動性を有す
る間、含浸ロービングを追加のサイジングダイに通過さ
せることができる。驚ろくべきことには、もしもこのダ
イを冷却して満足すべきサイジングおよびダイ内のスム
ーズな通過を達成すると、有利である。含浸ロービング
が浴から平らなシートの形で排出されるとき、このシー
トを一対のローラーの間に通すことによって、さらなる
仕事を加えることができる。
In the method of impregnating the fibers of the roving, in addition to using a resin or polymer of suitable melt viscosity to cause proper wetting, it is possible to maximize the penetration of the melt into the roving. is necessary. This involves constructing the rovings into individual constituent fibers, for example by imparting an electrostatic charge to the rovings before they enter the molten resin, or, preferably, by spreading the rovings while the rovings are present in the molten resin. Separation into filaments can be done by separating as much as possible. This is conveniently accomplished by passing the roving under tension over at least one, and preferably several, spreader surfaces. Fibers that have been opened and resin impregnated, for example, by consolidating the opened fibers by drawing impregnated rovings from the melt through a die,
With the addition of more work, a further improvement in wetting is obtained. The die can have the desired profile for impregnating roving, or the impregnating roving can be passed through an additional sizing die while the resin is still flowable. Surprisingly, it would be advantageous if the die were cooled to achieve satisfactory sizing and smooth passage through the die. When the impregnating roving is discharged from the bath in the form of a flat sheet, additional work can be added by passing the sheet between a pair of rollers.

【0020】ロービングを含浸浴中に通して引っ張るこ
とができる速度は、個々の繊維は適切にぬらされるべき
であるという要件に依存している。このことは、大きい
程度に、溶融樹脂の浴を経る通路の長さ、とくにロービ
ングが浴中で受けるであろう機械的拡大作用の程度に依
存するであろう。本発明の方法において達成できる速度
は、熱硬化性物質の引出成形法において達成できる速度
に少なくとも匹敵可能である。なぜなら、引出成形法
は、含浸工程後に必要な化学反応を完成するために要す
る時間によって制限を受けるからである。
The speed at which the roving can be pulled through the impregnation bath depends on the requirement that the individual fibers be properly wetted. This will depend, to a large extent, on the length of the passage through the bath of molten resin, and in particular on the degree of mechanical expansion effect that the rovings will undergo in the bath. The speeds achievable with the method of the present invention are at least comparable to those achievable with the pultrusion process of thermosetting materials. This is because the pultrusion process is limited by the time it takes to complete the necessary chemical reaction after the impregnation step.

【0021】1つの好ましい実施態様において、ロービ
ングを開繊するためにロービングをその上で引くスプレ
ダー表面は、ロービングの含浸に使用すべき特定の樹脂
あるいはポリマーの融点以上の温度にスプレダー表面を
加熱するための外部熱入力部を装備している。この手段
により、スプレダー表面の局所領域における樹脂の溶融
粘度は、含浸浴の大部分における樹脂のそれよりもかな
り低い値に維持されうる。この方法の利点は、樹脂の非
常に小さい部分を比較的高い温度に昇温し、これによっ
て浴中の樹脂の主要部分が分解する危険を最小にして、
低い含浸粘度を得ることができるということにある。こ
のことにより、浴中への樹脂供給物は連続的に補充され
るので、一部の樹脂は所定の処理期間中、ほとんど制限
されない期間にわたって浴中に残留することが可能であ
るという事実から発生する問題が大きく軽減される。し
たがって、処理期間の開始時に存在する樹脂のあるもの
は、処理期間の終了時になおも浴中に存在することがあ
る。浴中のこの長い滞留時間にかかわらず、このような
樹脂は、浴中の樹脂の全体が浴全体を通じて低粘度を得
るように高温にさらされるという場合よりも、きびしく
ない熱履歴を受けるであろう。
In one preferred embodiment, the spreader surface over which the roving is drawn to open the roving heats the spreader surface to a temperature above the melting point of the particular resin or polymer to be used for impregnating the roving. Equipped with an external heat input section for. By this means, the melt viscosity of the resin in the localized areas of the spreader surface can be maintained at a value much lower than that of the resin in the majority of the impregnation bath. The advantage of this method is that it heats a very small portion of the resin to a relatively high temperature, thereby minimizing the risk of the major portion of the resin in the bath breaking down,
The reason is that a low impregnation viscosity can be obtained. This results from the fact that the resin supply to the bath is continuously replenished, so that it is possible for some resin to remain in the bath for a period of almost unlimited duration during a given treatment period. The problem to do is greatly reduced. Therefore, some of the resin present at the beginning of the treatment period may still be present in the bath at the end of the treatment period. Despite this long residence time in the bath, such resins will experience a less severe thermal history than if the entire resin in the bath were exposed to high temperatures to obtain a low viscosity throughout the bath. Let's do it.

【0022】局所加熱法のさらなる利点は、熱安定性に
劣る樹脂あるいはポリマーを使用できるということであ
る。さらに、低い全熱履歴から生ずる低い劣化は、より
低い粘度の溶融物の生成により高い温度を局所的に使用
可能とするので、分子量のより高い樹脂を使用できる。
含浸浴への樹脂の供給物は、外部加熱要素によるかもし
くは内部に配置された加熱されたスプレダー表面によ
り、浴中で溶融される樹脂粉末の形であることができ、
あるいは、別法として、浴に溶融樹脂を、たとえば、普
通のスクリュー押出機を使用して、供給することができ
る。もしも浴が加熱されたスプレダー表面を備えるなら
ば、押出機から送られる樹脂溶融物は、できるだけ低い
温度にして熱分解を最小にすべきである。溶融供給物の
使用は、開始が容易であり、温度制御が良好であり、そ
して、とくに非常に薄い構造物を製造するとき、種々の
処理上の問題を生ずる未溶融の樹脂の塊の形成が回避さ
れる、という利点を有する。
A further advantage of the local heating method is that a resin or polymer having poor thermal stability can be used. In addition, the lower degradation resulting from the lower total thermal history allows higher temperatures to be locally used due to the formation of lower viscosity melts, allowing higher molecular weight resins to be used.
The supply of resin to the impregnation bath can be in the form of a resin powder that is melted in the bath by an external heating element or by a heated spreader surface located inside,
Alternatively, the molten resin can alternatively be fed to the bath using, for example, a conventional screw extruder. If the bath has a heated spreader surface, the resin melt delivered from the extruder should be at the lowest temperature possible to minimize thermal decomposition. The use of melt feeds is easy to start, has good temperature control, and, especially when producing very thin structures, the formation of lumps of unmelted resin which causes various processing problems. It has the advantage of being avoided.

【0023】含浸された繊維生成物は、その生成物を団
結するための手段、たとえばサイジングダイに通して引
くことができる。このダイの温度は、この方法に対して
重要な効果を奏することがわかった。熱ダイを使用して
ダイ中の摩擦を最小にしかつ団結化を促進すべきである
ことが予測されるところであるが、判明したところによ
ると、使用される樹脂の融点以上の温度に保持されたダ
イは、生成物がダイを通して引かれるとき、並はずれた
粘着スリップの挙動を引き起こす。冷却されたダイを使
用すること、そしてダイに入る引出成形部分の表面温度
が樹脂の軟化温度よりも20℃より高くない温度にある
ことを確保することが好ましいことが判明した。「軟化
温度」とは、樹脂あるいはポリマーを焼結できる最低温
度を意味する。これは、含浸浴とダイとの間の通路にお
いてレースに空気を吹付けることにより、および/また
はダイを含浸浴から隔置することにより、達成できる。
もしも引出成形部分を加熱し過ぎると、生成物がダイに
入るときに樹脂が絞り出される。このことは、ダイへの
入口に付着物を残し、そしてこの付着物が蓄積しかつ、
引出成形部分がダイを通過するとき、その部分に筋をつ
けることがある。引出成形部分は、樹脂の軟化点より低
い温度に冷却すべきではない。なぜなら、生成物をサイ
ジングダイで成形することはあまりにも困難であるから
である。
The impregnated fiber product can be drawn through a means for consolidating the product, such as a sizing die. The temperature of this die has been found to have a significant effect on this method. It is expected that a thermal die should be used to minimize friction in the die and promote consolidation, but it was found that the temperature was maintained above the melting point of the resin used. The die causes extraordinary sticky slip behavior as the product is drawn through the die. It has been found preferable to use a cooled die and to ensure that the surface temperature of the pultruded portion entering the die is no more than 20 ° C. above the softening temperature of the resin. "Softening temperature" means the lowest temperature at which a resin or polymer can be sintered. This can be accomplished by blowing air over the race in the passage between the impregnation bath and the die and / or by spacing the die from the impregnation bath.
If the pultruded part is overheated, the resin will be squeezed out as the product enters the die. This leaves deposits at the entrance to the die, which deposits accumulate and
As the pultruded portion passes through the die, it may be scored. The pultruded part should not be cooled below the softening point of the resin. Because it is too difficult to shape the product with a sizing die.

【0024】繊維強化生成物の寸法は、必要に応じて変
更することができる。薄いシートは、繊維が隣接した関
係でバンドを形成するように、多数のロービングをスプ
レダー表面の上に通すことによってそれらのロービング
の繊維を分離することによって、製造することができ
る。繊維を団結化するためにダイを使用したとき、構造
物は、サイジングダイの断面の形をとるであろう。この
ことによって、任意の要求される厚さ、たとえば0.2
5mm〜50mmの厚さまたは線状プロファイルの物品を形
成できる。団結化のための手段が少なくとも1対の回転
ローラーから形成されたニップを含むとき、0.05mm
もしくはそれ以下の厚さを有するシートを製造できる。
The dimensions of the fiber reinforced product can be varied as required. Thin sheets can be made by separating the fibers of rovings by passing a number of rovings over a spreader surface so that the fibers form a band in abutting relationship. When the die is used to tie the fibers together, the structure will take the form of a sizing die cross section. This allows any required thickness, eg 0.2
Articles with a thickness or linear profile of 5 mm to 50 mm can be formed. 0.05 mm when the means for consolidation comprises a nip formed from at least one pair of rotating rollers
Alternatively, a sheet having a thickness less than that can be manufactured.

【0025】繊維強化構造物を製造するさらなる方法に
おいて、使用される熱可塑性樹脂が30Ns/m2 を有意
に超える溶融粘度を有するときでさえ、満足し得るぬれ
を達成できるということがわかった。したがって、複数
の連続フィラメントに張力を加えかつそれを整列させて
隣接フィラメントのバンドを形成し、このバンドを加熱
されたスプレダー表面の上に、バンドとスプレダー表面
との間にニップが形成されるようにして通し、熱可塑性
樹脂あるいはポリマーの供給をそのニップのところで繊
維することを含み、その際、スプレダー表面の温度は、
連続フィラメントがその上を引かれるとき、連続フィラ
メントをぬらすことができる粘度の樹脂溶融物を形成す
るのに十分に高いような、繊維強化組成物を製造するた
めの方法が提供される。ニップの先端における樹脂溶融
物は、30Ns/m2 より小さい粘度を有することが好ま
しいが、スプレダー表面へ供給すべきフィラメントへか
かる高い逆張力は、ニップ領域における樹脂の含浸が好
適であることを保証し、その結果、30Ns/m2 より有
意に高い粘度においてく含浸されたバンドを製造するこ
とを可能とする。こうして、この方法は、熱可塑性樹脂
の引出成形法において使用できる樹脂の分子量を最大と
する手段を提供する。
In a further method of producing fiber-reinforced structures, it has been found that satisfactory wetting can be achieved even when the thermoplastic resin used has a melt viscosity of significantly more than 30 Ns / m 2 . Thus, tension is applied to and aligned with a plurality of continuous filaments to form a band of adjacent filaments, such that a nip is formed on the heated spreader surface between the band and the spreader surface. And feeding a thermoplastic or polymer feed at the nip, where the temperature of the spreader surface is
Provided is a method for making a fiber reinforced composition such that when the continuous filament is drawn thereon, it is high enough to form a resin melt of a viscosity that allows the continuous filament to be wetted. The resin melt at the tip of the nip preferably has a viscosity of less than 30 Ns / m 2, but the high back tension on the filaments to be fed to the spreader surface ensures that resin impregnation in the nip region is suitable. As a result, it is possible to produce impregnated bands at viscosities significantly higher than 30 Ns / m 2 . Thus, this method provides a means of maximizing the molecular weight of the resin that can be used in the thermoplastics extrusion process.

【0026】この方法の1つの実施態様において、連続
フィラメントは、ロールまたはリールから一連のスプレ
ダー表面、たとえばロッドの表面上へそれらのフィラメ
ントを引張ることによって、最も適当に張力を加えら
れ、そして整列される。これにより、フィラメントの束
はできるだけばらばらに、かなりの張力下に個々のフィ
ラメントに広げられることができる。これらのフィラメ
ントは、加熱されたスプレダー表面の上を通るとき、案
内されて隣接フィラメントのバンドを形成する。スプレ
ダー表面の形状およびフィラメントバンドとスプレダー
表面との接触角度は、バンドと加熱されたスプレダー表
面との間にニップが形成されるようにすべきである。熱
可塑性樹脂の粉末をニップへ供給し、そして加熱された
スプレダー表面を、熱可塑性樹脂を溶融するのに十分な
温度に維持する。加熱されたスプレダー表面の上をバン
ドが通過するとき、溶融物がバンドの繊維を含浸させ、
ぬらす。
In one embodiment of this method, continuous filaments are most suitably tensioned and aligned by pulling them from a roll or reel onto a series of spreader surfaces, such as the surface of a rod. It This allows the bundle of filaments to be spread as far as possible into the individual filaments under considerable tension. These filaments are guided to form bands of adjacent filaments as they pass over the heated spreader surface. The shape of the spreader surface and the contact angle between the filament band and the spreader surface should be such that a nip is formed between the band and the heated spreader surface. The thermoplastic powder is fed to the nip and the heated spreader surface is maintained at a temperature sufficient to melt the thermoplastic. As the band passes over the heated spreader surface, the melt impregnates the fibers of the band,
Get wet.

【0027】この方法は、さらに、少なくとも1つの追
加の加熱されたスプレダー表面を準備し、このスプレダ
ー表面とともに少なくとも部分的に樹脂含浸された繊維
のバンドで第2のニップを形成し、この第2のニップに
よって、樹脂の追加の供給物を繊維のバンド中に含浸で
きるようにすることにより、変更することができる。部
分的に含浸されたバンドのいずれか一方の表面を用い
て、ニップの作用面を形成することもできる。
The method further comprises providing at least one additional heated spreader surface to form a second nip with the band of at least partially resin impregnated fibers with the spreader surface. This nip can be modified by allowing an additional feed of resin to be impregnated into the band of fibers. The surface of either of the partially impregnated bands can also be used to form the working surface of the nip.

【0028】強化された構造物中の樹脂あるいはポリマ
ーの量は、バンドに加える張力およびバンドが加熱スプ
レダー表面と接触する通路の長さによって大きくコント
ロールされる。こうして、バンドが高い張力下にありか
つスプレダー表面と実質的な表面で接触しており、その
結果バンドがスプレダー表面に対して強く押しつけられ
るとき、強化構造物の樹脂含量は、低い張力/短かい接
触通路の条件下よりも少ないであろう。
The amount of resin or polymer in the reinforced structure is largely controlled by the tension exerted on the band and the length of the channels through which the band contacts the heated spreader surface. Thus, when the band is under high tension and is in substantial surface contact with the spreader surface such that the band is pressed hard against the spreader surface, the resin content of the reinforced structure is low tension / short. Will be less than under the conditions of the contact passage.

【0029】含浸を改良するかもしくは表面仕上げを改
良するために用いられる、加熱されたスプレダー表面お
よび任意の引き続く加熱または冷却された表面は、好ま
しくは円筒形のバーまたはローラーの形である。たとえ
ば、第1の含浸表面は自由に回転するローラーであるこ
とができ、このローラーは、バンドにより、バンドの速
度で回転させられ、その結果溶融物による含浸またはサ
イジング前の繊維の摩耗を最小値に減少するようにする
ことができるであろう。第1ロールが繊維の移動方向に
繊維の速度までにおいて回転する(自由にあるいは駆動
されて)とき、バンド上におけるルーズな繊維の蓄積が
この系を通じて実施されることが観察された。このセル
フクリーニング作用は、バンドを分割させうる第1ロー
ルにおける繊維の蓄積を防ぐ上で、とくに有効である。
バンドが一部の溶融樹脂を取り込んだ後、好ましくはバ
ンドの他方の側面上に追加の溶融樹脂が第2の自由に回
転可能な加熱された表面により供給された後、繊維は、
摩耗を受ける傾向が非常に少なく、そして繊維のぬれを
改良するための処理に付されることができる。こうし
て、樹脂含有バンドは、バンドの移動方向と反対方向に
駆動される少なくとも1つのローラーの上を通過させ
て、バンドへの局所的仕事の入力を増加しかつぬれを最
大にすることができる。一般に、ぬれの程度およびこの
方法の速度は、仕事の入力が存在する表面の数を増加す
ることにより増加できる。
The heated spreader surface and any subsequent heated or cooled surface used to improve impregnation or improve surface finish are preferably in the form of cylindrical bars or rollers. For example, the first impregnated surface can be a freely rotating roller, which is rotated by the band at the speed of the band so that the abrasion of the fiber prior to impregnation or sizing by the melt is minimized. Could be reduced to. It has been observed that loose fiber build-up on the band takes place through this system when the first roll rotates (freely or driven) in the direction of fiber movement up to the fiber speed. This self-cleaning action is particularly effective in preventing the accumulation of fibers on the first roll which can divide the band.
After the band has taken up some of the molten resin, preferably after additional molten resin is provided on the other side of the band by a second freely rotatable heated surface, the fibers are
It has a very low tendency to undergo abrasion and can be subjected to treatments to improve the wetting of the fibers. Thus, the resin-containing band can be passed over at least one roller driven in a direction opposite to the direction of movement of the band to increase local work input to the band and maximize wetting. In general, the degree of wetting and the speed of the method can be increased by increasing the number of surfaces on which work input is present.

【0030】溶融樹脂あるいはポリマーの浴の使用を必
要とする方法に比べて、繊維のバンドを使用してニップ
を形成する方法が奏することのできるほかの利点は、分
解(崩壊)の危険を減少することにある。したがって、
繊維のバンドとスプレダー表面との間のニップ中に存在
する樹脂あるいはポリマーは比較的に少量であるため、
多量の樹脂を長期間高温に保持しなくてよい。ポリマー
がニップへ供給される位置にスクレーパーブレードを設
置して、処理の間に蓄積しかつ熱分解を受けることがあ
る過剰のポリマーを除去することができる。
Another advantage that the method of forming a nip using a band of fibers can offer the advantage of reducing the risk of disintegration (collapse) over methods that require the use of a bath of molten resin or polymer. To do. Therefore,
Due to the relatively small amount of resin or polymer present in the nip between the fiber band and the spreader surface,
It is not necessary to keep a large amount of resin at a high temperature for a long time. A scraper blade can be placed at the location where the polymer is fed to the nip to remove excess polymer that may accumulate and undergo thermal decomposition during processing.

【0031】前述の方法の生成物が薄い強化されたシー
トとして要求されるとき、ニップにおける含浸により製
造された生成物を、加熱または冷却された追加のローラ
ーの上または間を通過させることによってさらに処理し
て、含浸を改良し、あるいはシートの表面仕上げを改良
することができる。薄いシートは、その一方の側面が他
方の側面よりも多量の樹脂あるいはポリマーを含有する
とき、カールする傾向がある。これは、ローラー系にお
ける最後のローラーに近接して調整可能な加熱されたス
クレーパーを配置して、シートの表面上の過剰の樹脂を
除去することによって、避けることができる。スクレー
パーバーは、樹脂の融点をちょうど超える温度であるべ
きである。たとえば、含浸帯域において約380℃の温
度に達するポリエーテルエーテルケトンの場合におい
て、スクレーパーバーの温度は約350℃であるべきで
ある。
When the product of the above process is required as a thin reinforced sheet, the product produced by impregnation in the nip is further passed by passing over or between additional heated or cooled rollers. It can be treated to improve impregnation or improve the surface finish of the sheet. Thin sheets tend to curl when one side contains more resin or polymer than the other. This can be avoided by placing an adjustable heated scraper close to the last roller in the roller system to remove excess resin on the surface of the sheet. The scraper bar should be at a temperature just above the melting point of the resin. For example, in the case of polyetheretherketone, which reaches a temperature of about 380 ° C. in the impregnation zone, the temperature of the scraper bar should be about 350 ° C.

【0032】次いで、含浸されたバンドは、最終製品の
意図する形状および目的に依存して、さらに処理するこ
とができる。含浸されたバンド中の開繊されたフィラメ
ントは、たとえば、ダイに通して一緒に引いて、含浸さ
れたバンドよりもかなり大きい厚みをもったプロファイ
ルとすることができる。制限された量の成形をこのよう
なダイにおいて実施して、成形されたプロファイルを得
ることができる。
The impregnated band can then be further processed depending on the intended shape and purpose of the final product. The open filaments in the impregnated band can be drawn together, for example, through a die to give a profile with a thickness that is significantly greater than the impregnated band. A limited amount of molding can be performed on such a die to obtain a molded profile.

【0033】前述の方法の含浸された生成物は、連続な
生成物を必要とする成形加工法におけるその後の使用の
ため、ロールに巻くか、あるいはその後に続く成形加工
のため、長尺物に細断することができる。連続した長尺
物は、たとえば、熱軟化した生成物をフォーマーのまわ
りに巻くことにより、あるいは、たとえば、生成物のテ
ープまたはストリップからマットを織製することによ
り、物品の製作に使用できる。含浸生成物は、整列され
た繊維が3mmから100mmまでの長さを有するペレット
または粒体に細断することができる。これらのものは、
常用の成形法または押出法に使用できる。
The impregnated product of the above-described process is made into a long piece for subsequent use in molding processes requiring continuous products, for rolling or subsequent molding. You can shred. The continuous strip can be used to make an article, for example, by wrapping the heat softened product around a former, or by weaving a mat from, for example, a tape or strip of the product. The impregnated product can be chopped into pellets or granules in which the aligned fibers have a length of 3 mm to 100 mm. These things are
It can be used in conventional molding or extrusion methods.

【0034】ガラス繊維を使用するとき、生成物の物理
的性質を最高にするため、本発明の生成物の繊維含量
は、生成物の少なくとも50重量%である。繊維含量の
上限は、ロービングの個々の繊維をぬらすのに要する樹
脂あるいはポリマーの量によって決定される。一般に、
20重量%より少ない樹脂を用いてすぐれたぬれを達成
することは困難であるが、すぐれた結果は、本発明の方
法を使用して、30重量%のポリマーを繊維強化組成物
に混入することによって得ることができる。
When using glass fibers, the fiber content of the product of the invention is at least 50% by weight of the product in order to maximize the physical properties of the product. The upper fiber content limit is determined by the amount of resin or polymer required to wet the individual fibers of the roving. In general,
Although it is difficult to achieve good wetting with less than 20 wt% resin, good results have been the incorporation of 30 wt% polymer into a fiber reinforced composition using the method of the present invention. Can be obtained by

【0035】バンドと加熱スプレダー表面とによって形
成されたニップにおいて隣接したロービングのバンドを
含浸する方法によって形成された、本発明の生成物は、
通常、材料のバンドまたはシートとして含浸系を引っ張
られるであろう。これにより、多くの用途に有用な中間
体が得られる。薄いバンドまたはシート、すなわち0.
5mmより小さくかつ0.05mmより大きい厚さのものが
とくに有用であり、そして融通性がある。
The product of the invention, formed by the method of impregnating adjacent bands of roving in the nip formed by the band and the heated spreader surface, comprises:
Usually, the impregnation system will be pulled as a band or sheet of material. This provides an intermediate useful for many applications. A thin band or sheet, ie 0.
Thicknesses less than 5 mm and greater than 0.05 mm are particularly useful and versatile.

【0036】テープは、タビー織または朱子織(これら
の用語は、織物の分野で使用されており、そして百科辞
典ブリタニカの“Weaving”(織物)の項に記載
されている)を用いて織製した物品を形成するのにとく
に有用である。朱子織は、本願明細書の実施例に示すよ
うに、とくに良好な製品を与える。極めて高い性能を有
する織物は、本発明に従って製造されかつ幅が厚さの少
なくとも10倍であるテープを用いて得られる。1つの
重要な用途は、薄い強化されたシートとしてであり、こ
のシートは、多数枚の強化されたシートのプライから、
強化された物品を形成するために使用することができ、
その際、各層の強化材を層の平面内において選択された
方向に配置し、そして層の樹脂を融合させるのに十分な
温度において層を圧縮する。層は、融合工程の間または
その後に型内で成形できる平らなシートとして使用する
ことができ、さもなければ、成形マンドレルに巻くかま
たはその上で成形し、融合工程後、マンドレルの形状を
有する物品を得ることができる。
The tape is woven using a tabby or satin weave, which terms are used in the field of textiles and are described in the "Weaving" section of the Encyclopedia Britannica. It is particularly useful in forming a finished article. The satin weave gives a particularly good product, as shown in the examples herein. Fabrics with very high performance are obtained with tapes produced according to the invention and having a width of at least 10 times the thickness. One important application is as a thin reinforced sheet, which consists of a ply of multiple reinforced sheets,
Can be used to form a reinforced article,
The reinforcement of each layer is then placed in the plane of the layer in the selected direction and the layers are compressed at a temperature sufficient to fuse the resin of the layers. The layer can be used as a flat sheet that can be molded in a mold during or after the fusing step, or else wrapped or molded on a shaping mandrel and having the shape of the mandrel after the fusing step. An article can be obtained.

【0037】強化用フィラメントを成形マンドレル上に
巻き、そしてフィラメントの層の間にポリマーフィルム
の層をはさみ込み、引き続いてポリマーフィルムを融合
することによって、強化された成形品を製造すること
は、たとえば、英国特許第1,485,586号明細書
に開示されているように、すでに知られている。本発明
は、このような方法よりもすぐれている。主要な利点
は、高いコストの予備形成したポリマーフィルムの使用
が回避できること、バンドの張力によりポリマーの含量
をコントロールすることができるので、種々の厚さのフ
ィルムを用意することが回避できること、そして本発明
の方法の連続的性質から誘導される利点、である。
Producing a reinforced molded article by, for example, wrapping a reinforcing filament on a forming mandrel and sandwiching a layer of polymeric film between layers of filaments and subsequently fusing the polymeric film is known, for example. , As disclosed in British Patent No. 1,485,586. The present invention is superior to such methods. The main advantages are that the use of high-cost preformed polymer films can be avoided, the content of the polymer can be controlled by the tension of the band, thus avoiding the provision of films of various thicknesses, and Advantages derived from the continuous nature of the method of the invention.

【0038】本発明の引出成形品は、また、適当な寸法
に細断して、ポリマー材料から成形した成形品を選択的
に強化するのに適しており、その際に用いられる方法に
おいて、本発明による生成物から成る少なくとも1つの
予備形成された要素を型内に配置して、仕上げた成形品
の選択部分を強化し、そしてポリマー材料をその場の強
化材のまわりに成形して造形品を形成する。
The pultruded article of the present invention is also suitable for being chopped to an appropriate size to selectively reinforce the article molded from a polymeric material. At least one preformed element comprising a product according to the invention is placed in a mold to strengthen selected portions of the finished molding, and a polymeric material is molded around the in situ reinforcement to create a shaped article. To form.

【0039】本発明は、繊維の強化材を成形品中に配置
させて、成形品が使用時に受ける応力に関して最大の効
果を得ることができるばかりでなく、また、このような
高い強度の物品を別の方法で製造するとき直面する加工
の問題を克服する。とくに、この方法は、溶融粘度が1
00Ns/m2 もしくはそれ以上である普通の熱可塑性樹
脂あるいはポリマーを使用して高い生産性の射出成形法
により、このような強化物品を製造するために用いるこ
とができる。
The present invention not only allows the fiber reinforcement to be placed in a molded article to obtain the maximum effect on the stress the molded article is subjected to during use, but also to provide such high strength articles. It overcomes the processing problems encountered when manufacturing differently. In particular, this method has a melt viscosity of 1
It can be used to produce such reinforced articles by the high productivity injection molding process using common thermoplastics or polymers of 00 Ns / m 2 or higher.

【0040】ある用途において、予備形成した要素を、
それが可撓性である温度において使用し、その結果、た
とえば加熱軟化された予備形成要素を型のインサートに
巻きつけることによって、それを型内にいっそう容易に
配置できるようにすることは、有利であろう。用いられ
る成形法は、成形品を型内で樹脂あるいはポリマー材料
から形成するいかなる方法であってもよい。樹脂材料
は、型の内部に、射出成形法におけるように、溶融物と
して、あるいは、圧縮成形法におけるように、粉末とし
て、導入する熱可塑性材料であってよい。「圧縮成形
法」という語には、溶融せずに樹脂粉末を圧縮し、引き
続いてこの「生の」成形品を型外で焼結する方法が包含
される。型内で成形される熱可塑性樹脂材料は、型内
に、たとえば、熱または化学的活性化剤もしくは開始剤
の作用下に完全に重合するまで保持される、1種類もし
くは複数種類のモノマーまたは部分的に重合した媒体を
導入することによって、誘導することもできる。
In some applications, the preformed element may be
It is advantageous to use it at a temperature at which it is flexible so that it can be more easily placed in the mould, for example by wrapping a heat-softened preformed element around the mold insert. Will. The molding method used may be any method of forming a molded article in a mold from a resin or polymer material. The resin material may be a thermoplastic material that is introduced into the mold as a melt, as in the injection molding process, or as a powder, as in the compression molding process. The term "compression molding" includes the method of compressing resin powder without melting and subsequently sintering the "green" molded article out of the mold. The thermoplastic material that is molded in the mold is one or more monomers or moieties that are retained in the mold until they are completely polymerized, for example under the action of heat or a chemical activator or initiator. It can also be induced by introducing a chemically polymerized medium.

【0041】予備形成したインサートのまわりに成形さ
れる樹脂は、予備形成インサートを含浸するために使用
した樹脂と同一であるか、あるいはそれと少なくとも相
容性であることが好ましい。前述の方法により得られる
含浸生成物は、含まれる強化用繊維が少なくとも3mm、
好ましくは少なくとも10mmの長さを有するペレットま
たは粒体に細断する場合において特別の実用性をもたら
すことができる。これらの生成物は、射出成形のような
常用の成形加工法に使用することができ、そしてペレッ
トの形をとっている先行技術の生成物よりもすぐれてい
る。なぜならば、ペレット中の繊維の長さは、先行技術
の生成物を使用するときよりも、非常に大きい程度に保
持されるからである。このより大きい繊維長さの保持
は、前述の方法の使用から生ずる樹脂によるすぐれたぬ
れのおかげで、本発明の生成物中の個々の強化用フィラ
メントへ付与される保護が大きい結果であると信じられ
る。
The resin molded around the preformed insert is preferably the same as, or at least compatible with, the resin used to impregnate the preformed insert. The impregnated product obtained by the above method comprises at least 3 mm of reinforcing fibers,
Special utility can be brought about when chopping into pellets or granules, preferably having a length of at least 10 mm. These products can be used in conventional molding processes such as injection molding and are superior to prior art products in the form of pellets. This is because the length of the fibers in the pellets is kept to a much greater extent than when using the prior art products. This greater fiber length retention is believed to be the result of greater protection imparted to the individual reinforcing filaments in the product of the invention, due to the excellent wetting by the resin resulting from the use of the aforementioned method. To be

【0042】本発明のこの面は、とくに重要である。な
ぜなら、これは、強化物品をたとえば射出成形のような
融通性のある作業で形成することを可能とし、射出成形
はスクリュー押出法を用いて供給材料を溶融しかつ均一
にし、繊維長さは驚ろくほどに高度に保持され、結局物
理的性質が向上するからである。こうして、本発明の生
成物は、スクリュー押出しを用いる成形加工法から成形
品を得ることを可能とし、この成形品は長さが少なくと
も3mmの繊維を少なくとも50重量%、好ましくは少な
くとも70重量%含有する。これは、商業的に入手でき
る強化された製品から通常に得られるものよりもかなり
長い。短かい長さのもの、すなわち2〜100mmの本発
明の強化生成物を溶融しかつ均質にすることによって成
形品を形成するための別の方法は、カレンダー加工によ
るものである。たとえば、シート製品はこの方法で製造
できる。
This aspect of the invention is of particular importance. This is because it allows reinforced articles to be formed in flexible operations such as injection moulding, which uses a screw extrusion process to melt and homogenize the feedstock, and the fiber length is surprising. This is because it is retained at a high level and eventually physical properties are improved. The product of the invention thus makes it possible to obtain moldings from a molding process using screw extrusion, which moldings contain at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, of fibers having a length of at least 3 mm. To do. This is significantly longer than what would normally be obtained from commercially available fortified products. Another method for forming shaped articles by melting and homogenizing short length, ie 2-100 mm, reinforcement products of the invention is by calendering. For example, sheet products can be manufactured in this way.

【0043】射出成形に適する本発明の生成物は、直接
使用するか、あるいは他の熱可塑性生成物のペレットと
ブレンドすることができる。これらの他の生成物は、分
子量が高い以外同じ樹脂あるいはポリマーであることが
でき、あるいは、異なる樹脂の存在が組成物の性質の全
体のバランスに悪影響を及ぼさないかぎり、異なる樹脂
であることができる。他の生成物は、充填材のない樹脂
であってもよく、あるいは粒状または繊維状の充填材を
含有してもよい。常法で製造された強化成形用粉末、す
なわち長さが約0.25mmまでの強化用繊維を含む成形
用粉末を含有する材料とのブレンドは、とくに適当であ
る。なぜなら、短かい強化用繊維は、本発明の生成物か
ら提供される長い繊維ほど効果的に寄与しないが、ブレ
ンドの全体の強化用繊維の含量を高く保持できるからで
ある。
The products of the invention suitable for injection molding can be used directly or blended with pellets of other thermoplastic products. These other products can be the same resin or polymer but with a higher molecular weight, or they can be different resins, as long as the presence of different resins does not adversely affect the overall balance of composition properties. it can. Other products may be unfilled resins, or may contain particulate or fibrous fillers. Blends with conventionally produced reinforcing molding powders, i.e. materials containing molding powders containing reinforcing fibers up to about 0.25 mm in length, are particularly suitable. This is because short reinforcing fibers do not contribute as effectively as the long fibers provided by the product of the present invention, but can maintain a high content of reinforcing fibers throughout the blend.

【0044】連続引出成形物の細断された形状は、同時
係属中の英国特許出願第8101822号に記載される
方法に対する供給原料としてもまた非常に有用である。
この英国特許出願の方法において、繊維強化成形品は、
少なくとも5mmの長さの繊維の担体として硬化可能な流
体を含む組成物を、ダイに通し、これによって、押出物
がダイを去るとき、繊維を緩和させて押出物を膨張し
て、繊維が不規則に分散している解放繊維構造物を形成
し、そして担体が流動状態にある間、製造された多孔質
構造物を圧縮して成形品にすることによって、製造され
る。
The shredded shape of continuous pultruded articles is also very useful as a feedstock for the process described in co-pending British Patent Application No. 8101822.
In the method of this British patent application, the fiber reinforced molded article is
A composition comprising a curable fluid as a carrier for fibers of at least 5 mm length is passed through a die so that as the extrudate leaves the die it relaxes the fibers and causes the extrudate to expand, leaving Produced by forming a regularly dispersed open fiber structure and compressing the manufactured porous structure into a molded article while the carrier is in a fluidized state.

【0045】「硬化可能な」という語は、押出しのとき
生ずる不規則な配向状態に、流体が繊維を保持するよう
な形態に流体が「固化」されることを意味する。こうし
て、たとえば、硬化可能な流体は、溶融状態で押出し、
次いでそれが凍結するまで冷却することによって固化す
る溶融した熱可塑性材料であることができる。好ましく
は、膨張した押出物は、多孔質押出物を成形品に圧縮す
る手段を有する型チャンバーの内部へ直接的に押出し、
そして、押出物が固化されるかあるいは固化する前、押
出し物を圧縮して成形品に加工する。
The term "curable" means that the fluid "solidifies" in a form such that it retains the fibers in the irregular orientation that occurs during extrusion. Thus, for example, the curable fluid is extruded in the molten state,
It can be a molten thermoplastic material that then solidifies by cooling until it freezes. Preferably, the expanded extrudate is extruded directly into the mold chamber which has a means of compressing the porous extrudate into a molded article,
Then, the extrudate is compressed or processed into a molded article before or after the extrudate is solidified.

【0046】この方法で形成した押出し物は、不規則に
分散した繊維を含有するので、成形品中の繊維の配向の
みが、圧縮プロセスの結果生じたものである。この方法
は、高い繊維の配合量、すなわち30容量%を上回る繊
維において使用できる。繊維の破断はほとんど起こらな
いので、製品のすべての方向において測定して、極めて
高い強度を有する成形品を得ることができる。
Since the extrudates formed in this way contain irregularly dispersed fibers, only the orientation of the fibers in the molding is the result of the compression process. This method can be used with high fiber loadings, ie, greater than 30% by volume. Since fiber breakage rarely occurs, molded articles with extremely high strength can be obtained, measured in all directions of the product.

【0047】本発明の引出成形生成物を少なくとも5m
m、好ましくは少なくとも10mmの長さに細断すること
によって得られるペレットが有利である。長さの上限
は、生成物を溶融する押出機へ供給する材料において直
面する問題の程度によって決定される。少なくとも50
mmまでの長さを用いることができるが、その長さが大き
いと、破断する繊維の量が増加するので、大きい繊維長
さの利点は、部分的に損なわれる。
At least 5 m of pultrusion product of the invention
Pellets obtained by chopping to a length of m, preferably at least 10 mm, are advantageous. The upper limit of length is determined by the degree of problems encountered in the material feeding the extruder that melts the product. At least 50
Lengths up to mm can be used, but the advantage of large fiber lengths is partly compromised, as their length increases the amount of fibers that break.

【0048】ロービングの適切なぬれを達成するため
に、比較的に低分子量の樹脂あるいはポリマー、たとえ
ば、30Ns/m2 を下回り、好ましくは10Ns/m2
下回る溶融粘度の樹脂を使用することが必要であり、そ
して、このような生成物がかかる高レベルの物理的性質
をもつことは驚ろくべきことであるが、本発明は、組成
物中の樹脂の分子量を既知の方法により増加させるよう
な後続の処理工程を排除するわけではない。このような
技術として、縮合ポリマーの場合における固相重合、架
橋剤の使用または照射技術を包含する。架橋剤を使用し
て分子量を増加する場合において、これらを組成物中に
均質に混合することが必要である。これは、それらが含
浸の間にすでに存在する場合にのみ実施可能であるが、
このような場合において、ぬらす工程の完了前に架橋剤
が活性化されないように注意しなくてはならない。
[0048] In order to achieve adequate wetting of the rovings, relatively low molecular weight resin or polymer, for example, below the 30 Ns / m 2, preferably be a resin melt viscosity of less than 10 ns / m 2 While it is surprising and surprising that such products have such high levels of physical properties, the present invention provides for increasing the molecular weight of resins in compositions by known methods. Does not preclude subsequent processing steps. Such techniques include solid state polymerization in the case of condensation polymers, the use of cross-linking agents or irradiation techniques. When cross-linking agents are used to increase the molecular weight, it is necessary to mix them homogeneously in the composition. This can only be done if they are already present during impregnation,
In such cases, care must be taken to ensure that the crosslinker is not activated prior to the completion of the wetting step.

【0049】[0049]

【実施例】以下、典型的な実施例を参照して本発明をさ
らに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではないことを理解されたい。実施例1 テレフタル酸の20重量%がイソフタル酸で置換されて
おり、そして下記の表1に記載する固有粘度値を有す
る、ポリエチレンテレフタレートのコポリマーを使用し
て、ほぼ290℃の温度の浴中でポリマー溶融物を調製
した。16000本の個々のフィラメントを含有するガ
ラスのロービングを、溶融したポリマー中を通して、浴
中に配置された1つのスプレダーの上を、30秒の浴中
滞留時間を与える30cm/分の速度で、引いた。含浸さ
れたロービングを浴壁中の直径3mmのダイを通して引
き、次いで冷却した。
The present invention will be described in more detail below with reference to typical examples. It should be understood that the present invention is not limited to these examples. Example 1 Using a copolymer of polyethylene terephthalate in which 20% by weight of terephthalic acid has been replaced by isophthalic acid and having the intrinsic viscosity values listed in Table 1 below, in a bath at a temperature of approximately 290 ° C. A polymer melt was prepared. A roving of a glass containing 16000 individual filaments was drawn through the molten polymer over one spreader placed in the bath at a rate of 30 cm / min giving a residence time in the bath of 30 seconds. It was The impregnated rovings were drawn through a 3 mm diameter die in the bath wall and then cooled.

【0050】溶融物の粘度とポリマー供給原料および強
化された組成物中のポリマーの固有粘度を測定した。繊
維のぬれの程度とボイド含量を、含浸された生成物の完
全にぬれた長さの重量を、未知のぬれの程度の生成物の
同じ長さと比較することによって、評価した。完全にぬ
れた対照材料は、完全に透明な生成物が得られるよう
に、低い粘度の溶融物を非常に遅い速度で引出成形する
ことによって得た。こうして、完全にぬれた標準を、透
明でありかつぬれに好適なパラメーターを最適にする条
件下で製造したところの試料であるとした。下記の表1
に記載したぬれの程度の値は、次の関係式から導びかれ
る:
The melt viscosity and the intrinsic viscosity of the polymer in the polymer feedstock and in the fortified composition were measured. The wettability and void content of the fibers were evaluated by comparing the weight of the fully wetted length of the impregnated product with the same length of product of unknown wettability. The completely wet control material was obtained by pultrusion of a low viscosity melt at a very slow rate so that a completely transparent product was obtained. Thus, the completely wet standard was taken to be the sample that was made under conditions that were transparent and optimized the parameters suitable for wetting. Table 1 below
The value of the degree of wetting described in is derived from the following relational expression:

【0051】[0051]

【数3】 (Equation 3)

【0052】ここで、M0 ,M1 そしてM2 は、それぞ
れ、前記定義に同じである。なお、ボイド含量(%)
は、先に示したように、ぬれの程度の値を100%から
減ずることによって得ることができる。生成物の強さ
は、64mmのスパンを横切って配置した3mmのロッドの
試料を曲げて破壊するのに要する力を測定することによ
って、評価した。得られた結果を次の表1に記載する。
Here, M 0 , M 1 and M 2 are the same as defined above. The void content (%)
Can be obtained by subtracting the value of the degree of wetting from 100%, as indicated above. Product strength was evaluated by measuring the force required to bend and break a sample of 3 mm rods placed across a 64 mm span. The results obtained are listed in Table 1 below.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】実施例2 実施例1において使用した0.45dl/gの固有粘度を
有するポリマーをある範囲の溶融物温度および引っ張り
通過速度にわたって評価した。得られた結果を次の表2
に記載する。
Example 2 The polymer used in Example 1 and having an intrinsic viscosity of 0.45 dl / g was evaluated over a range of melt temperatures and draw through rates. The results obtained are shown in Table 2 below.
Described in.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】実施例3 280℃において6Ns/m2 の溶融粘度を有するPET
ホモポリマーを、実施例1に記載するように、直径17
μmのフィラメントから構成されたガラス繊維を280
℃で使用して、単一スプレダー棒および30cm/分の線
速度を用いて、引出成形して、直径ほぼ3mmの引出成形
棒を得た。生成物のガラス含量は、浴へ供給するロービ
ング中のストランドの数を変えることによって変更し
た。曲げ弾性率および破壊時の力を、64mmのスパンを
用いてガラス含量の関数として決定した。得られた結果
を次の表3に記載する。
Example 3 PET having a melt viscosity of 6 Ns / m 2 at 280 ° C.
The homopolymer was prepared as described in Example 1 with a diameter of 17
280 glass fiber composed of μm filaments
Used at 0 ° C., pultruded using a single spreader rod and a linear velocity of 30 cm / min to give a pultruded rod of approximately 3 mm diameter. The glass content of the product was changed by changing the number of strands in the roving fed to the bath. Flexural modulus and force at break were determined as a function of glass content using a 64 mm span. The results obtained are listed in Table 3 below.

【0057】[0057]

【表3】 [Table 3]

【0058】これらの結果は、範囲が50〜65重量%
のガラス含有量において弾性率および強度が近似プラト
ーであることを示す。実施例4 コンベンショナルグレードのポリプロピレンは、より低
い剪断速度において100Ns/m2 を超える粘度を有
し、そして引出成形により好適に加工されない。たとえ
ば、“Propathene”HF11、すなわちポリ
プロピレンホモポリマーの溶融粘度は、低い剪断速度に
おいて280℃で約3000Ns/m2 であり、そして2
30℃で約10000Ns/m2 である。引出成形に適当
なポリマーを調製するために、“Propathen
e”HF11を0.1%のステアリン酸カルシウム、
0.1%の“Irganox”1010および0.5%
の“Luperco”101XL(“Luperco”
101XLは炭酸カルシウムとともに分散した有機過酸
化物である)と配合して、分解が起こるようにした。こ
の配合物を、30cm/分で単一スプレダーを使用して2
30℃および290℃の温度において引出成形した。2
30℃(溶融粘度30Ns/m2 )において、ぬれは劣っ
ていた。290℃(溶融粘度17Ns/m2 )において、
ぬれは適度であった。
These results show that the range is 50-65% by weight.
It is shown that the elastic modulus and the strength have an approximate plateau at the glass content of. Example 4 Conventional grade polypropylene has a viscosity above 100 Ns / m 2 at lower shear rates and is not suitably processed by pultrusion. For example, the melt viscosity of "Propathene" HF11, a polypropylene homopolymer, is about 3000 Ns / m 2 at 280 ° C. at low shear rates, and 2
It is about 10,000 Ns / m 2 at 30 ° C. In order to prepare polymers suitable for pultrusion, "Propathen"
e "HF11 with 0.1% calcium stearate,
0.1% "Irganox" 1010 and 0.5%
"Luperco" 101XL ("Luperco"
101XL was an organic peroxide dispersed with calcium carbonate) to allow decomposition to occur. This formulation is 2 at 30 cm / min using a single spreader.
Pultruded at temperatures of 30 ° C and 290 ° C. Two
Wetting was poor at 30 ° C. (melt viscosity 30 Ns / m 2 ). At 290 ° C (melt viscosity 17 Ns / m 2 ),
Wetting was moderate.

【0059】実施例5 相対粘度が0.3である“Victrex”ポリエーテ
ルスルホンの試料を、実施例3において使用したガラス
繊維とともに405℃、21cm/分において単一スプレ
ダーバーを用いて引出成形して(30Ns/m2 の溶融粘
度)、適度にぬれた引出成出物を得た。より低い温度に
おいて、粘度が高いとき、試料はぬれに劣っていた。
Example 5 A sample of "Victrex" polyether sulfone having a relative viscosity of 0.3 was pultruded with the glass fibers used in Example 3 at 405 ° C and 21 cm / min using a single spreader bar. (Melt viscosity of 30 Ns / m 2 ) reasonably wet drawn product was obtained. At lower temperatures, the samples were poorly wet when the viscosity was high.

【0060】実施例6 ロービングのぬれは、スプレダーバーの数により明りょ
うに影響を受け、そして、同じ作業条件の下で、スプレ
ダーの数の増加により、任意のぬれの程度について線速
度の増加を達成できる。実施例3において使用したガラ
ス繊維を、280℃でPETホモポリマーを使用し、単
一スプレダーおよび20cm/分の速度を用いて引出成形
して、完全にぬれた生成物(透明)を得た。これらの条
件下の浴中の滞留時間は、約30秒であった。3個のス
プレダーを使用すると、線速度を120cm/分に増加し
て、透明なよくぬれた引出成形物を得ることができた。
これらの条件下の滞留時間は、約10秒であった。
Example 6 Wetting of rovings was clearly affected by the number of spreader bars, and under the same working conditions, increasing the number of spreaders achieved an increase in linear velocity for any degree of wetting. it can. The glass fiber used in Example 3 was pultruded at 280 ° C. using PET homopolymer using a single spreader and a speed of 20 cm / min to give a completely wet product (clear). The residence time in the bath under these conditions was about 30 seconds. With three spreaders, the linear velocity could be increased to 120 cm / min and a clear, well-wet pultrusion could be obtained.
The residence time under these conditions was about 10 seconds.

【0061】実施例7 数種類のポリマーを実施例1の一般的手順に従って使用
して、16000本のフィラメントを含有するガラスロ
ービングから引出成形部分を製造した。ロービングを溶
融ポリマー内を1個のスプレダーバーの上を通して15
cm/分の速度で引いて、各場合に約65重量%のガラス
を含有する生成物を得た。使用したポリマー、用いた溶
融温度、それらの温度における溶融粘度および得られた
性質を次の表4に詳しく記載する。
Example 7 Several polymers were used according to the general procedure of Example 1 to make pultruded parts from glass rovings containing 16000 filaments. Pass roving through molten polymer over one spreader bar 15
Subtraction at a rate of cm / min gave in each case a product containing about 65% by weight of glass. The polymers used, the melting temperatures used, the melt viscosities at those temperatures and the properties obtained are detailed in Table 4 below.

【0062】[0062]

【表4】 [Table 4]

【0063】ポリエチレンテレフタレートの場合におい
て、引く速度を約15cm/分以上に増加して、物理的性
質へのボイド含量の影響を調べた。下記の表5に、製造
した直径3mmのロッドについて測定した性質を記録す
る。これらのデータが示すように、約5%より少ないボ
イド含量は、すぐれた性質を与える。
In the case of polyethylene terephthalate, the pulling speed was increased above about 15 cm / min and the effect of void content on physical properties was investigated. Table 5 below records the measured properties of the 3 mm diameter rods produced. As these data show, a void content of less than about 5% gives excellent properties.

【0064】[0064]

【表5】 [Table 5]

【0065】実施例8 炭素繊維で強化されたポリエーテルケトンの試料を、6
000本の個々のフィラメントを含有する炭素繊維のテ
ープを溶融したポリエーテルケトンの浴中を通して40
0℃の温度および25cm/分の速度で引くことによって
製造した。80GM/M2 の曲げ弾性率、1200MN/m
2 の破断応力および70MN/m2 の層間剪断応力を有す
る生成物が得られた。
Example 8 A sample of carbon fiber reinforced polyetherketone was
A carbon fiber tape containing 000 individual filaments was passed through a bath of molten polyetherketone to 40
It was prepared by drawing at a temperature of 0 ° C. and a speed of 25 cm / min. Flexural modulus of 80 GM / M 2 , 1200 MN / m
The product was obtained having a second breaking stress and 70 mN / m 2 of interlaminar shear stress.

【0066】実施例9 この実施例は、引出成形物の機械的性質が繊維の体積分
率および樹脂の種類とともにどのように変わるかを明ら
かにするためのものである。試料を固定した体積濃度で
比較した。ポリプロピレンを主成分とする複合体の低い
曲げ強さは、剛性に劣る樹脂の圧縮モードにおいて破壊
する傾向を反映する。ポリプロピレン樹脂は約1GN/m
2 のモジュラス(弾性率)を有するが、ポリエチレンテ
レフタレートは約2GN/m2 のモジュラスを有する。引
出成形物は、実施例1の一般手順に従い、好ましい粘度
レベル、約3Ns/m2 の樹脂を用いて製造した。
Example 9 This example is to demonstrate how the mechanical properties of pultruded moldings vary with fiber volume fraction and resin type. The samples were compared at a fixed volume concentration. The low flexural strength of polypropylene-based composites reflects the tendency of the less rigid resin to fracture in the compression mode. Polypropylene resin is about 1 GN / m
Has a second modulus (modulus of elasticity), polyethylene terephthalate has a modulus of about 2GN / m 2. Pultruded articles were prepared according to the general procedure of Example 1 with a preferred viscosity level of about 3 Ns / m 2 of resin.

【0067】[0067]

【表6】 [Table 6]

【0068】この実施例が示すように、高い圧縮強さを
必要とする用途に、高いモジュラスの樹脂が明らかにす
ぐれる。実施例10 PET中の64重量%のガラスの試料を引出成形して、
幅6mm×厚さ1.4mmのテープを作成した。このテープ
を再溶融し、直径45mmのフォーマー上に張力下に巻
き、フォーマー上で固め、次いで放冷した。冷却後、フ
ォーマーを抜き取ってフィラメントの巻物の管を得た。
4mmまでの厚さを異にする管をこのようにして巻いて形
成した。
As this example shows, high modulus resins are clearly superior for applications requiring high compressive strength. Example 10 A sample of 64 wt% glass in PET was pultruded to
A tape having a width of 6 mm and a thickness of 1.4 mm was prepared. The tape was remelted, wound under tension on a 45 mm diameter former, solidified on the former and then allowed to cool. After cooling, the former was pulled out to obtain a tube of wound filament.
Tubes of varying thickness up to 4 mm were wound and formed in this manner.

【0069】実施例11 64重量%のガラスを含有するPETを主成分とする直
径3mmの一軸配向引出成形試料を再溶融し、そして繊維
がらせん形になるように加撚した。これらの加撚たロッ
ドを曲げ試験し、そして剛性破壊力および破損までの合
計仕事を測定した。破損の合計仕事は、破損までの力変
形曲線の下の面積として決定し、そして、便宜上、ここ
で加撚していない対照試料の下の面積の関数として表わ
す。
Example 11 A 3 mm diameter uniaxially oriented pultruded sample based on PET containing 64% by weight glass was remelted and twisted into a helical shape. These twisted rods were bend tested and the stiffness breaking force and total work to failure measured. The total work of failure was determined as the area under the force-deformation curve to failure and, for convenience, is expressed here as a function of the area under the untwisted control sample.

【0070】[0070]

【表7】 [Table 7]

【0071】上記の結果から認められるように、11°
において、剛性および破壊力のわずかに10%の減少が
存在し、一方破損までの合計仕事は30%増加して、性
質のバランスが改良される。23°において、剛性およ
び強さの両方は約60%減少し、そして破損の仕事は6
0%増加するだけである。これにより、最適な加撚は1
1°程度であることが示される。
As can be seen from the above results, 11 °
At, there is only a 10% reduction in stiffness and breaking force, while the total work to failure is increased by 30%, improving the balance of properties. At 23 ° both stiffness and strength are reduced by about 60% and the work of failure is 6
It only increases by 0%. Therefore, the optimum twisting is 1
It is shown to be about 1 °.

【0072】熱可塑性材料の引出成形物は、後成形を容
易に行うことができるため、このエネルギー吸収機構の
利点が得られるので、熱硬化性引出成形物よりも適当で
ある。実施例12 PET中に50容量%のガラス繊維を含有する直径3mm
の引出成形物を280℃で溶融し、次いで一緒に編組し
た。この編組した生成物は、一軸方向に整列した材料よ
りも剛性に劣るが、衝撃破損の試験において、より多く
のエネルギーを吸収した。
A pultruded article of a thermoplastic material is more suitable than a thermoset pultruded article because it allows the post-molding to be carried out easily and thus offers the advantage of this energy absorbing mechanism. Example 12 3 mm diameter containing 50% by volume of glass fibers in PET
Pultruded melts were melted at 280 ° C and then braided together. The braided product was less stiff than the uniaxially aligned material, but absorbed more energy in the impact failure test.

【0073】実施例13 PET中に50容量%(64重量%)のガラス繊維を含
む材料から形成した、ほぼ1.4mmの厚さおよび6mmの
幅の平らなテープを、解放(オープン)タビー織で一緒
に織った。得られた織物の4層を一緒に積み重ね、28
0℃で圧縮成形して3mmの厚さのシートを製造した。こ
のシートは、次のような性質を有した: * 多少低い値は、織物の自然の配向に対して45°の角
度において期待されるであろう。
Example 13 A flat tape approximately 1.4 mm thick and 6 mm wide formed from a material containing 50% by volume (64% by weight) glass fiber in PET was released into an open tabby weave. Weaved together. Stacking 4 layers of the resulting fabric together, 28
A sheet having a thickness of 3 mm was manufactured by compression molding at 0 ° C. This sheet had the following properties: * Slightly lower values would be expected at an angle of 45 ° to the natural orientation of the fabric.

【0074】実施例14 種々の引出成形物の試料を常用の射出成形物の型内に配
置し、そして相容性ポリマーをそれらのまわりに成形し
た。成形物は、増大した剛性および強さを有した。熱可
塑性引出成形物は、強化材のまわりに成形すべきポリマ
ーと完全に相容し得るポリマーを用いて製作できるの
で、この方法で成形品を強化する目的のためにとりわけ
適当である。
Example 14 Samples of various pultruded moldings were placed in conventional injection molding molds and compatible polymers were molded around them. The moldings had increased stiffness and strength. Thermoplastic pultruded moldings are particularly suitable for the purpose of strengthening the moldings in this way, since they can be produced with polymers which are completely compatible with the polymer to be molded around the reinforcement.

【0075】実施例15 PET中に65重量%のガラス繊維を含む材料を1cmの
長さに細断し、そしてPET中に30重量%の短かいガ
ラス繊維を含有する常法で配合された材料で、50/5
0基準で希釈した。この混合物を、標準の技術を用いて
射出成形して、ASTMバーを製造し、そしてPET中
に50重量%のガラス繊維を含有する常法で配合した材
料と、性質を比較した。
Example 15 A conventionally compounded material containing 65% by weight glass fiber in PET, chopped to a length of 1 cm, and containing 30% by weight short glass fiber in PET. And then 50/5
Diluted on a 0 basis. The mixture was injection molded using standard techniques to make ASTM bars and properties were compared to a conventionally compounded material containing 50% by weight glass fiber in PET.

【0076】[0076]

【表8】 [Table 8]

【0077】成形品の灰化部分を検査すると、長繊維の
大部分は成形作業を通じて保持されることが明らかにさ
れた。この予期されない性質は、細断された引出成形材
料中の低いボイド含量または繊維のポリマーによる高度
のぬれから生ずるものと信じられる。実施例16 60重量%のガラス繊維を含有するPETおよび60重
量%の炭素繊維を含有するPEEKを含む引出成形した
種々の試料を1cmの長さに切り、そして英国特許出願第
8101822号に記載されている方法に従い、成形し
た。この英国出願の方法において、膨張した強化材料を
短かい長さ、好ましくは長さゼロのダイに通す押出しに
より製造し、引き続いて圧縮成形して、60重量%の長
い繊維を含有する三次元の成形品を製造した。
Inspection of the ashed portion of the moldings revealed that the majority of long fibers were retained throughout the molding operation. It is believed that this unexpected property results from the low void content in the shredded pultrusion material or the high degree of wetting of the fibers by the polymer. Example 16 Various pultruded samples containing 60% by weight glass fiber containing PET and 60% by weight carbon fiber containing PEEK were cut into 1 cm lengths and described in British Patent Application No. 8101822. Molded according to the method described above. In the method of this UK application, the expanded reinforcing material is produced by extrusion through a short length, preferably zero length die, followed by compression molding to give a three dimensional product containing 60% by weight of long fibers. A molded product was produced.

【0078】引出成形された材料は、得られた高いレベ
ルのぬれが繊維を効果的に保護し、そして繊維の破断を
生ずる繊維間の摩耗を減少するので、この応用にとりわ
け適当である。実施例17 実施例1の手順に従い、280℃で3Ns/m2 の溶融粘
度を有するPETを使用し、ほぼ厚さ1.4mm×幅6mm
の冷却されたサイジングダイで約0.2m/分の線速度
で形成されたテープを製造した。
The pultruded material is particularly suitable for this application because the resulting high level of wetting effectively protects the fibers and reduces interfiber wear that results in fiber breakage. Example 17 Following the procedure of Example 1, using PET having a melt viscosity of 3 Ns / m 2 at 280 ° C., approximately 1.4 mm thick × 6 mm wide.
A tape formed at a linear velocity of about 0.2 m / min with a cooled sizing die of.

【0079】すべての商用ガラス繊維が、熱可塑性樹脂
を用いる引出成形に理想的であるというわけではない。
最も重要な差は、使用するサイズ系にある。いくつかの
商業的に入手できる等級を、結晶化度の効果の研究とあ
わせて、比較した。製造時、引出成形物は非結晶質であ
ったが、150℃に加熱することによって容易に結晶化
した。次の表9において、いろいろなガラスを使用した
すべての試料を64重量%のガラス繊維の同じ重量分率
で比較する。
Not all commercial glass fibers are ideal for pultrusion using thermoplastics.
The most important difference lies in the size system used. Several commercially available grades were compared, along with a study of the effect of crystallinity. At the time of production, the pultruded product was amorphous, but it was easily crystallized by heating to 150 ° C. In Table 9 below, all samples using different glasses are compared at the same weight fraction of 64% by weight glass fiber.

【0080】[0080]

【表9】 [Table 9]

【0081】高い剛性を与える結晶質の形態は、多くの
用途において好ましいが、層間の剪断応力(ILSS)
の高い値、好ましくは20MN/m2 より大きい値を保持
することが重要である。実施例18 高性能の複合材料は、高温における使用を可能とするた
めにしばしば必要とされる。PET中に実施例17にお
いて使用したガラスEの64重量%を含む材料を使用す
ると、結晶質の引出成形材料について高温において次表
に記載のような性質が測定された。
A crystalline morphology that provides high stiffness is preferred in many applications, but the shear stress between layers (ILSS)
It is important to keep high values of, preferably higher than 20 MN / m 2 . Example 18 High performance composite materials are often needed to enable use at high temperatures. Using a material containing 64% by weight of glass E used in Example 17 in PET, the properties as set forth in the following table were measured at elevated temperatures for crystalline pultrusion materials.

【0082】[0082]

【表10】 [Table 10]

【0083】実施例19 熱湯は、複合材料がその性質の保持を要求される一般的
な攻撃的環境である。実施例17において使用したガラ
ス繊維Eの64重量%を主成分とする試料をPETとと
もに引出成形し、そして95℃の水浴中にいろいろな時
間にわたって浸漬した。試料は、非結晶質および結晶質
の両方を試験した。性質は、時間とともに劣化し、層間
剪断強さ(ILSS)は最も敏感な性質であった。
Example 19 Hot water is a common aggressive environment where the composite material is required to retain its properties. A sample based on 64% by weight of the glass fiber E used in Example 17 was pultruded with PET and immersed in a 95 ° C water bath for various times. The samples were tested both amorphous and crystalline. Properties deteriorated over time, and interlaminar shear strength (ILSS) was the most sensitive property.

【0084】[0084]

【表11】 [Table 11]

【0085】いくつかの他のガラス系において、層間剪
断強さは、4時間の暴露後、10MN/m2 未満まで劣化
した。実施例20 耐疲れ性は、複合材料の使用性質のうちの重要なファク
ターである。よくぬれた引出成形物の試料を、PET中
に実施例17において使用したガラス繊維Eの64重量
%を含む材料を主成分として製造した。試料を曲げ試験
に供して、23°における応力/歪の関係を研究した。
得られた結果を次の表に記載する。
In some other glass systems, interlaminar shear strength deteriorated to less than 10 MN / m 2 after 4 hours of exposure. Example 20 Fatigue resistance is an important factor in the use properties of composite materials. A sample of a well-moistened pultruded article was prepared based on a material containing 64% by weight of the glass fiber E used in Example 17 in PET. The samples were subjected to a bending test to study the stress / strain relationship at 23 °.
The results obtained are given in the table below.

【0086】[0086]

【表12】 [Table 12]

【0087】試料は、1%の歪において直線の弾性限界
を有した。試料を、3点の曲げにおいて、70mmのスパ
ンを用いて1サイクル/2秒の速度で屈曲させた。サイ
クル数を、誘発されるべき有意の損傷(引出成形物の白
化により判断)について記録した。得られた結果を次の
表に記載する。
The sample had a linear elastic limit at 1% strain. The sample was bent at a rate of 1 cycle / 2 seconds using a 70 mm span in a 3-point bend. The number of cycles was recorded for significant damage to be induced (as judged by whitening of the pultrusion). The results obtained are given in the table below.

【0088】[0088]

【表13】 [Table 13]

【0089】試料に0.1%の歪において歪を加え、そ
して試料の性質を異なる履歴後に評価した。得られた結
果を次の表に記載する。
The samples were strained at 0.1% strain and the properties of the samples were evaluated after different histories. The results obtained are given in the table below.

【0090】[0090]

【表14】 [Table 14]

【0091】これらの試験には、圧縮および引張の両方
における疲れ履歴の間張力下にあった表面を有する試料
を評価することも含めた。これらの2つのモードにおい
て、差異は観察されなかった。引出成形物の性質は、こ
の疲れ履歴によって影響を受けなかった。実施例21 ほぼ1.4mmの厚さ×6mmの幅のテープの試料を、PE
T中に実施例17において使用したガラス繊維を含む材
料を主成分として製造した。ガラス含量を変更した。す
べての場合において、引出成形物は透明であった。
These tests also included evaluating samples with surfaces that were under tension during the fatigue history in both compression and tension. No difference was observed in these two modes. The properties of the pultrusions were not affected by this fatigue history. Example 21 A tape sample with a thickness of approximately 1.4 mm x a width of 6 mm was prepared using PE.
The material containing the glass fiber used in Example 17 in T was prepared as the main component. The glass content was changed. In all cases, the pultrusions were transparent.

【0092】[0092]

【表15】 [Table 15]

【0093】実施例22 高い線速度は、経済的生産のために高度に望ましい。P
ET中に実施例17において使用したガラス繊維Dの6
9重量%を含有する引出成形物を、5個のスプレダーバ
ーを含有する溶融浴を通して引出成形物を引くことによ
って形成した。よくぬれた引出成形物が次の速度におい
て得られ、そしてそれらの性質を曲げにおいて測定し
た。
Example 22 High linear velocities are highly desirable for economical production. P
6 of glass fiber D used in Example 17 during ET
A pultrudate containing 9% by weight was formed by drawing the pultrusion through a molten bath containing 5 spreader bars. Wet pultrusions were obtained at the following rates and their properties were measured in bending.

【0094】[0094]

【表16】 [Table 16]

【0095】実施例23 PET中に実施例17において使用したガラス繊維Eを
含む材料から、280℃において単一のスプレダーを用
いて、引出成形物を製作した。樹脂の粘度を変更した。
非常に低い粘度の樹脂を用いると、引出成形物を6mmの
幅×1.4mmの厚さに圧縮する成形段階において、多少
の樹脂が引出成形物から絞り出された。線速度を0.2
m/分に固定した。引出成形物を非結晶質および結晶質
の両方の形態において曲げ試験した。結晶質の形態を試
料を短時間150℃に加熱することによって得た。
Example 23 A pultrusion was made from the material containing glass fibers E used in Example 17 in PET at 280 ° C. using a single spreader. The viscosity of the resin was changed.
With the resin of very low viscosity, some resin was squeezed from the pultrusion during the molding stage, where the pultrusion was compressed to a width of 6 mm x a thickness of 1.4 mm. Linear velocity 0.2
It was fixed at m / min. The pultruded parts were bend tested in both amorphous and crystalline forms. The crystalline morphology was obtained by heating the sample to 150 ° C. for a short time.

【0096】[0096]

【表17】 [Table 17]

【0097】上記の結果から明らかなように、非常に低
い粘度の試料は、非結晶質の状態で有用な性質を与えた
が、結晶化すると、性質は劣化した。高い粘度におい
て、ガラスはぬれに劣った(それゆえ低い樹脂濃度を与
えた)。実施例24 実施例17において使用したガラス繊維Eのテープを、
単一のスプレダーの上で引出成形して(280℃におい
て3Ns/m2 の溶融粘度をもつPET中で)、よくぬれ
た、6mmの幅であるが、異なる量のガラスを混入するこ
とにより、厚さを変化させた、テープを得た。試験した
試料は、非結晶質であった。
As is evident from the above results, the very low viscosity samples provided useful properties in the amorphous state, but upon crystallization the properties deteriorated. At high viscosities, the glass was poorly wet (and thus gave a low resin concentration). Example 24 The tape of glass fiber E used in Example 17 is
By pultrusion on a single spreader (in PET with a melt viscosity of 3 Ns / m 2 at 280 ° C.) and mixing well wetted, 6 mm wide, but different amounts of glass, Tapes of varying thickness were obtained. The sample tested was amorphous.

【0098】[0098]

【表18】 [Table 18]

【0099】実施例25 異なる直径を有するガラス繊維をPETと一緒に引出成
形した。非結晶質で試験した試料は、次のような性質を
有した。
Example 25 Glass fibers having different diameters were pultruded with PET. The samples tested in amorphous had the following properties.

【0100】[0100]

【表19】 [Table 19]

【0101】実施例26 350℃で8Ns/m2 の溶融粘度を有するポリエーテル
スルホンを用いて、実施例17において使用したガラス
繊維Eを、単一のスプレダー系を使用し、0.2m/分
の線速度において、含浸した。次のような性質が得られ
た。
Example 26 The glass fiber E used in Example 17 is treated with polyethersulfone having a melt viscosity of 8 Ns / m 2 at 350 ° C. in a single spreader system at 0.2 m / min. Impregnation was performed at a linear velocity of. The following properties were obtained.

【0102】[0102]

【表20】 [Table 20]

【0103】実施例27 380℃で30Ns/m2 の溶融粘度を有するPEEKを
使用して、炭素繊維を単一スプレダーの引出成形装置に
おいて0.2m/分で含浸した。60重量%の炭素繊維
を含有する直径3mmのロッドが形成された。実施例28 コンベンショナルのガラス充填PET(固有粘度0.7
5のPETとともに押出配合することにより製造した短
繊維配合材料)からブレンドを調製し、そして10mmの
引出成形物に細断した(実施例3に従って製造した)。
これらのブレンドを射出成形して、厚さ1.5mm×幅1
0mmの長方形の側面のゲートから充填して、直径114
mm、厚さ3mmのディスクを形成した。これらの試料を計
装落錘衝撃試験において衝撃に暴露し、そして破損エネ
ルギーを記録した。
Example 27 Carbon fiber was impregnated at 0.2 m / min in a single spreader pultrusion apparatus using PEEK having a melt viscosity of 30 Ns / m 2 at 380 ° C. A rod with a diameter of 3 mm containing 60% by weight of carbon fibers was formed. Example 28 Conventional glass-filled PET (intrinsic viscosity 0.7
A blend was prepared from short fiber compound made by extrusion compounding with 5 of PET) and chopped into 10 mm pultruded parts (manufactured according to Example 3).
Injection molding of these blends, thickness 1.5mm x width 1
Filling from 0mm rectangular side gate, diameter 114
A disc having a thickness of 3 mm and a thickness of 3 mm was formed. These samples were exposed to impact in an instrumented drop weight impact test and the failure energy recorded.

【0104】[0104]

【表21】 [Table 21]

【0105】すべての試料は、同様な容易さで型に充填
された。なぜなら、引出成形物を製造するために使用し
たポリマーは短繊維の配合物の製造に使用したポリマー
よりも低い分子量であり、そしてこの低分子量のポリマ
ーは長繊維による流れの抵抗の増大を相殺したからであ
る。結果は、もろさに寄与することが通常期待されるポ
リマーの低分子量にかかわらず、長繊維充填材料の破損
エネルギーの増大を明りょうに示す。ことに、試験No.
2およびNo.4および繊維の同一の合計重量%を比較す
べきである。
All samples were filled into molds with similar ease. Because the polymer used to make the pultrusion was of lower molecular weight than the polymer used to make the short fiber blend, and this low molecular weight polymer offset the increased flow resistance due to long fibers Because. The results clearly show an increase in the failure energy of the long fiber filler material despite the low molecular weight of the polymer, which is usually expected to contribute to brittleness. Especially, the test No.
2 and No. 4 and the same total weight% of fibers should be compared.

【0106】さらに、短繊維の成形物は、衝撃を受けた
ときに裂けて、鋭いプラスチック片を飛びちらせるが、
重量分率の半分より大が長繊維であるとき、成形物は安
全な方法で破壊し、すべての破壊片は主要部分へ結合し
て残ったことが、認められた。試験後成形物を灰化する
と、長いガラス繊維の多くはそのもとの長さの大部分を
保持したことが明らかにされた。成形物中のもとの長さ
の繊維の50重量%よりかなり多くは、3mmより大きい
長さであった。
Further, the molded product of the short fibers is torn when an impact is applied to cause a sharp plastic piece to fly off.
It was observed that when more than half of the weight fraction was long fibers, the moldings broke in a safe manner and all the broken pieces remained bonded to the main part. Ashing the molding after testing revealed that many of the long glass fibers retained most of their original length. Significantly more than 50% by weight of the original length of fibers in the molding was greater than 3 mm.

【0107】また、試料を曲げ弾性率、異方性比、アイ
ゾッド衝撃強さ、および成形物中のポリマーの固有粘度
(IV)について評価した。下記の表22の値は、短か
い繊維の生成物に関しての、減少した異方性および良好
なノッチ付衝撃強さを示すものである。
The samples were also evaluated for flexural modulus, anisotropy ratio, Izod impact strength, and intrinsic viscosity (IV) of the polymer in the molding. The values in Table 22 below indicate reduced anisotropy and good notched impact strength for short fiber products.

【0108】[0108]

【表22】 [Table 22]

【0109】実施例29 各々が6000本の個々のフィラメントを含有する連続
炭素繊維(コートランド社から供給され、XASと表示
される炭素繊維)の14本のテープを、25cm/分の速
度で一系列の静止ガイドバーの上を引いて、約100ポ
ンド(45.4kg)の張力を有する約50mmの幅のバン
ドを形成した。繊維を案内して隣接関係にしたとき、そ
れらの繊維を直径12.5mmの単一の固定した加熱され
た円筒形バーの上において引いた。このバーの温度を約
380℃に維持した。この温度で20Ns/m2 の溶融粘
度をもつポリエーテルエーテルケトンの粉末を、炭素繊
維のバンドと固定ローラーとの間に形成されたニップへ
供給した。粉末は急速に溶融して、ニップ中に溶融物の
プールを形成し、この溶融物はローラーの上を通る繊維
のバンドを含浸した。この構造物を、追加量のポリマー
を加えないで、5個の追加の加熱されたバーの上と下に
通した。58容量%の炭素繊維を含有しかつ厚さが0.
125mmである炭素繊維強化シートを製造した。この生
成物は、次のような性質を有することがわかった。
Example 29 Fourteen tapes of continuous carbon fiber (carbon fiber supplied by Courtland, labeled XAS), each containing 6000 individual filaments, were drawn at a speed of 25 cm / min. The stationary guide bar of the series was pulled over to form a band about 50 mm wide having a tension of about 100 pounds (45.4 kg). When the fibers were guided into an abutting relationship, they were pulled on a single fixed heated cylindrical bar of diameter 12.5 mm. The temperature of the bar was maintained at about 380 ° C. A powder of polyetheretherketone having a melt viscosity of 20 Ns / m 2 at this temperature was fed into the nip formed between the band of carbon fibers and the fixed roller. The powder melted rapidly forming a pool of melt in the nip, which melt impregnated a band of fibers passing over a roller. The construction was passed over and under five additional heated bars without adding additional amounts of polymer. It contains 58% by volume of carbon fibers and has a thickness of 0.
A carbon fiber reinforced sheet of 125 mm was produced. The product was found to have the following properties.

【0110】 曲げ弾性率 130GN/m2 曲げ強さ 1400MN/m2 層間剪断強さ 90MN/m2 実施例30 実施例29の手順に従った。この実施例では、360℃
において3Ns/m2 の溶融粘度を有するポリエーテルス
ルホンを使用して、40容量%の炭素繊維を含有する強
化された生成物を製造した。ローラーの温度は、約36
0℃に維持した。この生成物は、80GN/m2 の曲げ弾
性率および700MN/m2 の曲げ強さを有した。
Flexural Modulus 130 GN / m 2 Flexural Strength 1400 MN / m 2 Interlaminar Shear Strength 90 MN / m 2 Example 30 The procedure of Example 29 was followed. In this example, 360 ° C
A polyether sulfone having a melt viscosity of 3 Ns / m 2 in was used to produce a reinforced product containing 40% by volume of carbon fiber. Roller temperature is about 36
Maintained at 0 ° C. The product had a flexural modulus and flexural strength of 700MN / m 2 of 80GN / m 2.

【0111】実施例31 実施例29の手順に従った。この実施例では、360℃
で800Ns/m2 の粘度を有する商業的に入手できるポ
リエーテルスルホンPES 200P(インペリアル・
ケミカカル・インダストリーズPLSから入手できる)
を使用した。ローラーの温度は、約360℃に維持し
た。44容量%の炭素繊維を含有する生成物が製造され
た。この生成物は、次のような性質を有した。
Example 31 The procedure of Example 29 was followed. In this example, 360 ° C
In Commercial having a viscosity of 800 ns / m 2 to available polyethersulfone PES 200P (Imperial
Available from Chemikacal Industries PLS)
It was used. The roller temperature was maintained at about 360 ° C. A product containing 44% by volume of carbon fiber was produced. The product had the following properties.

【0112】 曲げ弾性率 60GN/m2 曲げ強さ 500MN/m2 層間剪断強さ 25MN/m2 実施例32 実施例29の一般的手順に従った。この実施例では、連
続炭素繊維(“Courtaulds”XAS,6Kト
ウ)の14本のテープおよび370℃で30Ns/m2
溶融粘度を有するポリエーテルエーテルケトンを用いて
含浸シートを製造した。装置において、各直径が12.
5mmである5本の円筒形バーを380℃に加熱した。1
4本のテープを張力下に引いて幅50mmのバンドを形成
し、このバンドを、縦軸を水平にした最初の2本のバー
により形成した調整可能なニップ中に通した。このバン
ドを引き続いて、縦軸を同様に水平にした3本の追加の
加熱されたバーの下と上に通した。最初の2本のバーを
使用してニップを形成し、これによってポリマーをバン
ドの両側に供給できるようにした。ポリマーのこぼれを
防ぐために、2枚の保持用金属シートを2本の加熱され
たバーに接触させかつバーの長さに沿って配置して、供
給トラフを形成した。最初の2本の加熱されたバーを通
過するバンドの両側にポリマーの粉末を供給した。粉末
は急速に溶融して、バンドの両側と各加熱バーとの間に
形成された2つのニップにおいて溶融物のプールを形成
した。最初の2本のバーの間のギャップを調整して、引
っ張り速度が0.5m/分であるとき、炭素繊維がポリ
マーで被覆され、そして生ずる含浸されたテープがほぼ
60重量%の炭素繊維と40重量%のポリマーを含有す
るようにした。繊維含量の調整は、いくつかの方法で達
成できることがわかった。
Flexural Modulus 60 GN / m 2 Flexural Strength 500 MN / m 2 Interlaminar Shear Strength 25 MN / m 2 Example 32 The general procedure of Example 29 was followed. In this example, an impregnated sheet was made using 14 tapes of continuous carbon fiber ("Coultaulds" XAS, 6K tow) and polyetheretherketone having a melt viscosity of 30 Ns / m 2 at 370 ° C. In the device, each diameter is 12.
Five cylindrical bars of 5 mm were heated to 380 ° C. 1
The four tapes were pulled under tension to form a band 50mm wide, which was passed through the adjustable nip formed by the first two bars with the ordinate horizontal. This band was subsequently passed under and over three additional heated bars with the vertical axis also horizontal. The first two bars were used to form a nip so that the polymer could be fed to both sides of the band. To prevent polymer spillage, two retaining metal sheets were placed in contact with and along the length of the two heated bars to form a feed trough. Polymer powder was fed to both sides of the band passing through the first two heated bars. The powder melted rapidly forming a pool of melt in two nips formed between the sides of the band and each heating bar. Adjusting the gap between the first two bars, the carbon fiber was coated with polymer when the pulling speed was 0.5 m / min, and the resulting impregnated tape contained about 60% by weight of carbon fiber. It contained 40% by weight of polymer. It has been found that adjusting the fiber content can be achieved in several ways.

【0113】1.ニップのギャップを変えること、 2.予備張力を変えること、 3.ニップへのフィラメントの供給本数を変えること、 4.粉末の供給速度を変えること、 5.ニップにおけるバーの温度を変えること(この実施
例において使用した樹脂では、好ましい温度範囲は、分
解のために、400℃以下であり、そして結晶化の開始
のために360℃以上であった)、 6.引っ張り速度を変えること。 このように形成したテープは、よくぬれているように見
え、そして約0.1mmの厚さであった。
1. 1. Change the nip gap, 2. changing the pre-tension, 3. Change the number of filaments supplied to the nip, 4. changing the feed rate of the powder, Changing the temperature of the bar in the nip (for the resin used in this example the preferred temperature range was below 400 ° C. for decomposition and above 360 ° C. for the onset of crystallization), 6. Change the pulling speed. The tape thus formed appeared well-wetted and was about 0.1 mm thick.

【0114】実施例33 実施例32に記載するテープを150mmの長さに切断
し、そしてマッチドダイ圧縮成形機内に積み重ねた。こ
の成形機を常用の実験室用プレス内で380℃に加熱
し、そして成形物が2〜5×106 N/m2 の圧力を受
けるように圧縮した。この成形物を10分間その圧力に
保持し(型および試料が平衡温度に到達するまで、その
時間の半分を要した)、次いでプレスからの取り出し前
に加圧下に150℃に冷却した。冷却段階はほぼ20分
を要した。型を周囲温度に冷却し、次いで成形物を取り
出した。
Example 33 The tape described in Example 32 was cut to a length of 150 mm and stacked in a matched die compression molding machine. The molding machine was heated to 380 ° C. in a conventional laboratory press and compressed so that the moldings received a pressure of 2-5 × 10 6 N / m 2 . The molding was held at that pressure for 10 minutes (it took half the time for the mold and sample to reach equilibrium temperature) and then cooled to 150 ° C. under pressure before being removed from the press. The cooling step took approximately 20 minutes. The mold was cooled to ambient temperature and the molding was removed.

【0115】上記のようにして、厚さが0.5mm(4プ
ライ)〜4mm(38プライ)の範囲である成形物が形成
された。成形作業中、少量のポリマーをフラッシュとし
て型から絞り出し、その結果成形物はもとのテープ中の
60重量%に比べて62重量%の炭素繊維を含有した。
次いで、成形物をダイヤモンドのウエハーのこぎりで切
断して、曲げ技術による機械的試験に適当な試料を形成
した。次のような結果が得られた。
Moldings having a thickness in the range of 0.5 mm (4 plies) to 4 mm (38 plies) were formed as described above. During the molding operation, a small amount of polymer was squeezed out of the mold as a flash so that the molding contained 62% by weight of carbon fibers compared to 60% by weight in the original tape.
The moldings were then sawed with a diamond wafer saw to form a sample suitable for mechanical testing by the bending technique. The following results were obtained.

【0116】 試 料 性 質 スパン/深さの比 曲げ弾性率 70:1 130 GN/m2 曲げ弾性率 30:1 115 (6)GN/m2 曲げ強さ 30:1 1191(55)MN/m2 横方向の曲げ強さ 5:1 98(11)MN/m2 層間の剪断強さ 5:1 81 (4)MN/m2 (カッコ内の数字は標準偏差を示す)実施例34 実施例32と同じ装置を用い、テープのある部分におい
て供給を少なくし、他の部分において供給を多くするこ
とによって、いくつかのぬれに劣るテープを製造した。
テープの全体の繊維含量は実施例4と同一であるが、多
くの解放された繊維はテープの表面上に現われ、他の領
域は樹脂に富んでいた。
[0116] specimen of electrolyte span / depth ratio value flexural modulus 70: 1 130 GN / m 2 Flexural modulus 30: 1 115 (6) GN / m 2 Flexural strength 30: 1 1191 (55) MN / M 2 Bending strength in lateral direction 5: 1 98 (11) MN / m 2 Shear strength between layers 5: 1 81 (4) MN / m 2 (Numbers in parentheses indicate standard deviation) Example 34 Using the same equipment as in Example 32, some less wettable tapes were made by using less feed in some parts of the tape and more feed in other parts.
The total fiber content of the tape was the same as in Example 4, but much of the released fiber appeared on the surface of the tape and other areas were resin rich.

【0117】1つのテープのぬれに劣る領域が次のテー
プの樹脂に富んだ領域に隣接して配置されるように注意
して、これらのテープを実施例33に記載するように積
み重ね、成形した。成形物を目視的に検査すると、実質
的にぬれない領域が残り、そして解放された繊維は表面
から容易に引くことができた。これらの成形物の機械的
性質は実施例33において認められた性質に劣ってお
り、そしてとくに層間剪断強さは変化し、そして10MN
/m2 の低い値(よくぬれた試料についての81に比べ
て)は共通であった。
The tapes were stacked and molded as described in Example 33, taking care that the less wetted areas of one tape were located adjacent to the resin-rich area of the next tape. . Visual inspection of the molding left a substantially non-wettable area and the released fibers could be easily pulled from the surface. The mechanical properties of these moldings were inferior to those found in Example 33, and in particular the interlaminar shear strength varied and 10 MN
Low values of / m 2 (compared to 81 for well-wetted samples) were common.

【0118】この実施例が示すように、繊維のぬれは主
として含浸段階において主として起こり、二次の成形段
階で起こらない。しかしながら、圧力を高くしかつ滞留
時間を長くすると、ある程度のぬれを達成できるであろ
うと、信じられる。実施例35 実施例29において作製したテープを裂いてほぼ15mm
の幅のテープを形成し、そしてこれらのテープをタビー
織(百科辞典ブリカニカの織物の項に記載されている)
で織って、ほぼ150mm平方のシートを形成した。
As this example shows, wetting of the fibers occurs predominantly during the impregnation stage and not during the secondary molding stage. However, it is believed that higher pressures and longer residence times could achieve some wetting. Example 35 The tape prepared in Example 29 was torn to give a thickness of about 15 mm.
Width tapes, and these tapes in tabby weave (as described in the Encyclopedia Bricanica Textiles section)
Was woven into a sheet approximately 150 mm square.

【0119】実施例36 実施例35に記載した単一の織ったシートを実施例33
に記載するように圧縮成形したが、ただし成形は側壁を
拘束しないでアルミニウムシートの間で単に実施した。
成形物は、厚さ0.2mmの平らなシートであった。追加
の実験において、実施例7に記載するような5枚の織っ
たシートを、各層がその上と下の層に対して±45°で
配向するように、一緒に層状に重ね合わせた。この積層
体を、側壁を拘束しないで、圧縮成形して厚さ1mmのシ
ートを形成した。直径135mmのディスクをこのシート
から切り取り、そしてこのディスクの剛性および強さを
C.J.ホーリー(Hooley)およびS.ターナー
(Turner)が記載する技術(Mechanica
l Testing ofPlastics,Inst
itute of Mechanical Engin
eers,June/July 1979,Autom
otive Engineer)に従い、ディスク曲げ
試験および自動化された落錘衝撃試験を用いて測定し
た。
Example 36 The single woven sheet described in Example 35 is used in Example 33.
Was compression molded as described in Example 1 except that the molding was simply performed between aluminum sheets with the sidewalls unconstrained.
The molding was a flat sheet with a thickness of 0.2 mm. In an additional experiment, five woven sheets as described in Example 7 were layered together so that each layer was oriented ± 45 ° with respect to the layers above and below it. This laminate was compression-molded without constraining the side wall to form a sheet having a thickness of 1 mm. A 135 mm diameter disc was cut from this sheet and the stiffness and strength of the disc was measured by C.I. J. Hooley and S.H. Technology described by Turner (Mechanica)
l Testing of Plastics, Inst
itute of Mechanical Engineering
eers, June / Jully 1979, Autom
It was measured using a disk bending test and an automated falling weight impact test according to the Active Engineer).

【0120】板の曲げ剛性は50GN/m2 の最大値およ
び36GN/m2 の最小値を有した。シートの耐衝撃性
は、次のとおりであった: 初期エネルギー 1.7(0.3)J 破損エネルギー 6.6(1.1)J (カッコ内の標準偏差である) 最大の剛性の線に沿って切った平行の側面を有する試料
を、通常の曲げ試験において測定して、次のような結果
を得た。
[0120] bending stiffness of the plate had a maximum value and the minimum value of the 36GN / m 2 of 50GN / m 2. The impact resistance of the sheet was as follows: initial energy 1.7 (0.3) J failure energy 6.6 (1.1) J (standard deviation in parentheses) line of maximum stiffness. A sample with parallel sides cut along it was measured in a normal bending test with the following results.

【0121】 曲げ弾性率 51GN/m2 曲げ強さ 700GN/m2 実施例37 直径135mmおよび厚さ1mmのディスクを実施例36の
手順に従って製造し、そしてこのディスクの表面にわた
って均一に分散した3Jの19回の衝撃に付した。これ
らの衝撃は多少の剥離を起こしたが、損傷した成形物は
凝着性を維持した。
Flexural Modulus 51 GN / m 2 Flexural Strength 700 GN / m 2 Example 37 Disks with a diameter of 135 mm and a thickness of 1 mm were prepared according to the procedure of Example 36, and 3 J of 3 J distributed evenly over the surface of this disk. It was subjected to 19 shocks. These impacts caused some delamination, but the damaged moldings remained cohesive.

【0122】次いで、損傷したディスクを再成形し、次
いで実施例36に記載のように試験した。次のような結
果が得られた。 損傷し、再成 もとのもの 形したもの (実施例5) 曲げ剛性(最大) 51GN/m2 50GN/m2 曲げ剛性(最小) 37GN/m2 36GN/m2 衝撃 初期 1.9(0.1)J 1.7(0.3)J 衝撃 破損 6.5(2.8)J 6.6(1.1)J (カッコ内は標準偏差である) 容易に理解されるように、上記した結果には有意差が存
在しない。
The damaged disc was then reshaped and then tested as described in Example 36. The following results were obtained. Damaged and reformed Original shape (Example 5) Bending rigidity (maximum) 51GN / m 2 50GN / m 2 Bending rigidity (minimum) 37GN / m 2 36GN / m 2 Impact initial 1.9 (0 .1) J 1.7 (0.3) J Impact damage 6.5 (2.8) J 6.6 (1.1) J (standard deviation in parentheses) As can be easily understood, There is no significant difference in the above results.

【0123】この実施例が示すように、部分的損傷後、
性質は完全に再生する。実施例38 実施例37におけるように製造した損傷したディスク
は、計装落錘衝撃試験を用いる5回の衝撃で破壊した。
損傷は、衝撃子の断面より非常に大きくはない領域に局
在化し、そしてすべての破壊した部分は成形物の本体に
結合したままであった。
As this example shows, after partial damage,
Nature fully regenerates. Example 38 A damaged disk prepared as in Example 37 was ruptured with 5 impacts using the instrument drop weight impact test.
The damage was localized to a region that was not much larger than the cross section of the impactor, and all the fractured parts remained bonded to the body of the molding.

【0124】次いで、この破壊した成形物を再成形し、
そして新らしい衝撃が前に破壊されたスポットに向けら
れるように注意して、衝撃試験を実施した。次のような
結果が得られた。 初期エネルギー 1.8(0.4)J 破損エネルギー 4.6(0.8)J (カッコ内の標準偏差である) 実施例33および34の結果と比較することにより、上
記の結果は、最も悪い起こりうる場合において、もとの
強さのほぼ70%を記録できることを示す。
Then, the destroyed molded product is remolded,
The impact test was then carried out, taking care to direct the new impact to the previously destroyed spot. The following results were obtained. Initial energy 1.8 (0.4) J Failure energy 4.6 (0.8) J (standard deviation in parentheses) By comparing with the results of Examples 33 and 34, the above results show that It shows that in bad cases, almost 70% of the original strength can be recorded.

【0125】実施例39 実施例36に従って製造した直径135mm、厚さほぼ1
mmのディスクを380℃に加熱し、次いで直径200mm
の常温半球型の雌型の半分内に配置した。この型の雄型
の半分を手で下にプレスし、100mmの曲率半径を有す
る半球の部分を形成した。直径約100mmまでの部分
(一部分を形成する球の中心から約60°の立体角が張
る)は二重の曲率によく合致するが、この領域の外部に
多少のくねりが起こった。
Example 39 Diameter 135 mm made according to Example 36, thickness approximately 1
mm disc heated to 380 ° C, then 200 mm in diameter
Was placed in half of the normal temperature hemispherical female mold. Half of the male mold of this mold was pressed down by hand to form a hemispherical part having a radius of curvature of 100 mm. Portions up to about 100 mm in diameter (with a solid angle of about 60 ° from the center of the sphere forming a part) fit the double curvature well, but some waviness occurred outside this region.

【0126】実施例40 幅5mmのテープから5枚の朱子織(百科辞典ブリタニカ
の織物の項に記載されている)を用いて織ったシートを
製造した。乾燥状態において、この織物は、二重にわん
曲した表面にきわめてすぐれた構成を与え、織物中に孔
を形成しなかった。5層の準等方性のシートを製造し、
そして実施例36に記載するように成形した。この1mm
の厚さのシートを次いで380℃に加熱し、次のものを
含む種々の常温表面に対して成形した: 1.直角、 2.25mmの曲率半径を有する円筒形表面、 3.15mmの曲率半径を有する球形表面。
Example 40 A woven sheet was prepared from 5 mm wide tape using 5 satin weaves (described in the Britannica Encyclopedia Textiles section). In the dry state, this fabric gave a doubly curved surface a very good composition and did not form pores in the fabric. Manufactures a five-layer quasi-isotropic sheet,
It was then molded as described in Example 36. This 1mm
Sheets of the following thickness were then heated to 380 ° C. and molded against various cold surfaces including: Right angle, cylindrical surface with radius of curvature 2.25 mm, spherical surface with radius of curvature 3.15 mm.

【0127】上記1および2の場合において良好な合致
が得られた。二重の曲率について、球の中心から張る6
0°の立体角まで良好な合致が得られた(これは、実施
例39の実験に類似するが、シートの厚さに関してより
きつい曲率半径においてである)。最も大きい構造物は
おだやかな二重曲率のみを要するが、きつい曲率に対し
ては狭い織りを必要として、とくに朱子織において、織
物工業の一般的経験に従い広いタビー織よりも好まし
い。
Good agreement was obtained in cases 1 and 2 above. For double curvature, stretch from the center of the sphere 6
Good agreement was obtained up to a solid angle of 0 ° (which is similar to the experiment of Example 39, but at a tighter radius of curvature with respect to the thickness of the sheet). The largest structures require only a gentle double curvature, but a tight weave requires a narrow weave, which is preferred over wide tabby weaves, especially in satin weaves, according to the general experience of the textile industry.

【0128】実施例41 幅2mm、厚さ0.1mmのテープから1枚の40mm平方の
材料を織った(タビー織)。この材料のシートの成形適
性を、実施例35に記載する広いテープの織物のそれと
比較した。狭いテープは形状変化に容易に適合できた。
これらの2種類の織物から形成した成形シートは、性質
が表面的に類似して見えた。
Example 41 One 40 mm square material was woven from a tape having a width of 2 mm and a thickness of 0.1 mm (tabby weave). The formability of a sheet of this material was compared to that of the wide tape fabric described in Example 35. The narrow tape could easily adapt to shape changes.
Molded sheets formed from these two fabrics appeared superficially similar in nature.

【0129】普通の織物技術を使用することを目的とし
て、狭いテープが実際に用いられるであろうと思われ
る。実施例42 実施例32において形成したテープを重ねて、各層が異
なる配向をもつ多層複合材料を形成するように試みた。
テープは、形成したばかりのとき、室温において「粘着
性」ではないので、層は配置および成形作業の間に互い
に関して動く傾向をもっていたので、繊維は最終成形物
において設計した立体配置に配向しなかった。この問題
は、はんだゴテで層を一緒に局所的に粘着することによ
って、部分的に克服された。このようにして成形を行う
とき、シートは側壁を拘束して、繊維が側方に流れかつ
設計した配向のパターンを乱すのを防いで、成形しなく
てはならなかった。
It is believed that narrow tapes may actually be used for the purpose of using conventional textile techniques. Example 42 The tapes formed in Example 32 were stacked to try to form a multilayer composite with each layer having a different orientation.
Since the tape was not "sticky" at room temperature when freshly formed, the layers tended to move with respect to each other during the placement and molding operations, so the fibers did not orient in the designed configuration in the final molding. It was This problem was partially overcome by locally tacking the layers together with a soldering iron. When molded in this manner, the sheet had to be molded by constraining the sidewalls to prevent the fibers from flowing laterally and disturbing the pattern of the designed orientation.

【0130】これとは対照的に、織ったシートは取り扱
いが便利でありかつ容易であり、そしてインターロック
する組織自体が繊維の横方向の動きを防ぐので、側壁を
拘束しないで成形を行うことができた。側壁を拘束しな
いで好ましいシートを形成できる能力は、二重バンドの
プレスのような方法による連続シートの製作を考えると
き、ことに有利である。
In contrast, woven sheets are convenient and easy to handle, and the interlocking tissue itself prevents lateral movement of the fibers, so molding is performed without constraining the sidewalls. I was able to. The ability to form a preferred sheet without constraining the sidewalls is particularly advantageous when considering the production of continuous sheets by methods such as double band pressing.

【0131】実施例43 実施例35による織ったシートを重ね、成形して、各層
がその上と下の層に対して±45°で存在する、異なる
厚さのシートを形成した。これらのシートの衝撃挙動
を、計装落錘衝撃試験により決定した。得られた結果を
次の表に記載する。
Example 43 The woven sheets of Example 35 were stacked and molded to form sheets of different thickness, each layer being at ± 45 ° with respect to the layers above and below it. The impact behavior of these sheets was determined by an instrumentation drop weight impact test. The results obtained are given in the table below.

【0132】[0132]

【表23】 [Table 23]

【0133】実施例44 実施例32の手順に従い、ポリエーテルスルホン“Vi
ctrex”200Pおよび炭素繊維(Courtau
lds XAS,N.サイズ)からテープを製造した。
このポリマーは350℃で800Ns/m2 、そして40
0℃で100Ns/m2 の溶融粘度を有した。スプレダー
を約370〜380℃にコントロールし、そして引っ張
り速度を0.2m/分とした。この樹脂の高い粘度のた
め、テープは実施例32に記載するものほどよくぬれな
かった。樹脂含量をわずかに増加させて、最終テープが
50重量%の炭素繊維と50重量%の樹脂を含有するよ
うにした。
Example 44 Polyethersulfone "Vi" was prepared according to the procedure of Example 32.
ctrex "200P and carbon fiber (Courtau
lds XAS, N.I. Size) to tape.
This polymer has 800 Ns / m 2 at 350 ° C., and 40
It had a melt viscosity of 100 Ns / m 2 at 0 ° C. The spreader was controlled at about 370-380 ° C and the pulling speed was 0.2 m / min. The tape did not wet as well as described in Example 32 due to the high viscosity of this resin. The resin content was increased slightly so that the final tape contained 50 wt% carbon fiber and 50 wt% resin.

【0134】試料を実施例33に記載するように形成し
て、次の性質を有する一軸方向に配向したシートを形成
した: 曲げ弾性率 60GN/m2 曲げ強さ 500MN/m2 横方向の曲げ強さ 20MN/m2 層間剪断強さ 26MN/m2 次いで、テープを実施例35および36に従って織り、
重ね、そして成形して、次のような性質を有する、ほぼ
1mmの厚さのシートを形成した: 曲げ剛性(最大) 24GN/m2 曲げ剛性(最小) 21GN/m2 衝撃エネルギー(初期) 2.9(0.3)J 衝撃エネルギー(破損) 7.1(0.3)J (カッコ内は標準偏差である) 破壊したシートを再成形し、そしてもとの衝撃損傷と同
じスポットにおいて試料が衝撃されるように注意して、
再試験した。
A sample was formed as described in Example 33 to form a uniaxially oriented sheet having the following properties: Flexural modulus 60 GN / m 2 Flexural strength 500 MN / m 2 Transverse bending Strength 20 MN / m 2 Interlaminar Shear Strength 26 MN / m 2 The tape was then woven according to Examples 35 and 36,
The sheets were laminated and molded to form a sheet having a thickness of approximately 1 mm and having the following properties: Bending rigidity (maximum) 24 GN / m 2 Bending rigidity (minimum) 21 GN / m 2 Impact energy (initial) 2 .9 (0.3) J Impact Energy (Failure) 7.1 (0.3) J (standard deviation in parentheses) Reformed broken sheet and sample at same spot as original impact damage Be careful not to shock
Retested.

【0135】再成形したシートの曲げ剛性はもとのシー
トのそれより10%低かったが、衝撃抵抗はもとの値の
60%に減少した。実施例45 350℃で8Ns/m2 の溶融粘度を有するポリエーテル
スルホンを使用して、炭素繊維のテープを含浸した。前
記の炭素繊維は、溶液サイジング法により5重量%のポ
リエーテルスルホンで前もってサイジングされていた。
この試料は、それを350℃に加熱された4つのスプレ
ダーの上を0.2m/分の速度で引くことによって、含
浸した。最終の複合材料は、47重量%の炭素繊維を含
有した。試料を実施例30に従って成形し、そして試験
して、次のような結果を得た: 曲げ弾性率 85GN/m2 曲げ強さ 680MN/m2 層間剪断強さ 50MN/m2 この試料は、実施例44において使用したものよりも低
い分子量のポリマーから製造したが、複合材料の性質は
すぐれていることが認められる。
The flexural rigidity of the reformed sheet was 10% lower than that of the original sheet, but the impact resistance was reduced to 60% of its original value. Example 45 Polyethersulfone having a melt viscosity of 8 Ns / m 2 at 350 ° C. was used to impregnate a tape of carbon fibers. The carbon fibers were previously sized with 5% by weight of polyethersulfone by the solution sizing method.
This sample was impregnated by pulling it over four spreaders heated to 350 ° C. at a speed of 0.2 m / min. The final composite material contained 47% by weight carbon fibers. A sample was molded and tested according to Example 30 with the following results: flexural modulus 85 GN / m 2 flexural strength 680 MN / m 2 interlaminar shear strength 50 MN / m 2 This sample was run. Although made from a lower molecular weight polymer than that used in Example 44, it is noted that the composite has excellent properties.

【0136】実施例46 ガラスのロービングをポリエチレンテレフタレート(2
70℃で3Ns/m2 の溶融粘度)で、実施例32に記載
する手順に従うが但し280〜300℃のバーを用い
て、含浸した。80重量%までのガラス繊維が満足に混
入して、すぐれたぬれを与えることができた。60重量
%のガラスにおいて、5m/分の線速度は0.1mmの厚
さのテープについて容易に達成された。
Example 46 A glass roving made of polyethylene terephthalate (2
Impregnation was carried out at 70 ° C. with a melt viscosity of 3 Ns / m 2 ) according to the procedure described in Example 32, but using a 280-300 ° C. bar. Up to 80% by weight of glass fibers were satisfactorily incorporated to give excellent wetting. At 60% by weight glass, a linear velocity of 5 m / min was easily achieved for a tape with a thickness of 0.1 mm.

【0137】実施例47 ガラスのロービングを270℃で10Ms/m2 の溶融粘
度のポリプロピレンで、実施例32と同じ装置を使用す
るが但しバーを270℃に維持して、含浸した。50重
量%のガラス繊維において、非常によくぬれた0.1mm
の厚さのテープが得られ、これはポリプロピレンから作
った管および他の部分をオーバーラップするためにこと
に有用であった。
Example 47 A glass roving was impregnated with polypropylene having a melt viscosity of 10 Ms / m 2 at 270 ° C., using the same equipment as in Example 32, but maintaining the bar at 270 ° C. Very wet 0.1 mm at 50% by weight of glass fiber
Thickness of tape was obtained, which was especially useful for overlapping tubes and other parts made from polypropylene.

【0138】実施例48 ヒドロキシナフトエ酸、テレフタル酸およびヒドロキノ
ンの残基を含有し、そして320℃で溶融粘度が7Ns/
2 である、熱互変ポリエステルで、炭素繊維(“Ce
lion”6Kおよび3Kのトウ)を含浸した。装置は
実施例32に記載するものと同一であったが、但しバー
を320℃に維持した。62重量%の炭素繊維を含有す
る0.1mmの厚さのテープは、すぐれた外観を有した。
Example 48 Contains residues of hydroxynaphthoic acid, terephthalic acid and hydroquinone and has a melt viscosity at 320 ° C. of 7 Ns /
m 2 is a thermochromic polyester, carbon fiber (“Ce
lion "6K and 3K tow). The equipment was identical to that described in Example 32, except that the bar was maintained at 320 ° C. 0.1 mm containing 62% by weight carbon fiber. The thick tape had an excellent appearance.

【0139】実施例49 過剰の樹脂を含むある材料を含めて、実施例32〜38
から製造した種々のスクラップ材料片を破壊し、そして
通常のスクリュー押出機へ供給し、そして配合して、粒
体を形成した。粒体は0.25mmまでの厚さの炭素繊維
を含有した。これらの粒体を、普通の成形技術に従い、
充填PEEKについて標準の作業条件下に、射出成形し
た。成形物は、次表に記載のような性質を有した。ま
た、これらの性質を、普通の配合作業により製造した、
最良の入手可能な商用等級の炭素繊維充填PEEKの性
質と比較する: スクラップ配合物 最良の商用等級 炭素繊維の重量% 55 30 モジュラス 32GN/m2 13GN/m2 引張強さ 250MN/m2 190MN/m2 表面品質 すぐれる すぐれる この実施例から明らかなように、本発明の生成物を普通
の加工法用の生成物に変えることができ、この生成物は
現在の技術によって得ることができる生成物よりもいく
つかの点ですぐれる。また、シートの製造、積層、フィ
ラメントの巻き取りなどの種々の長繊維作業からのスク
ラップを再生して、高い性能の材料にすることができ
る。再生可能性の特性は、炭素繊維のような高価な原料
を用いて作業するとき、大きい経済的意味を有する。
Example 49 Examples 32-38, including certain materials with excess resin.
Various pieces of scrap material produced from B.S.A. were broken and fed to a conventional screw extruder and compounded to form granules. The granules contained carbon fibers with a thickness of up to 0.25 mm. These granules, according to the usual molding technique,
Injection molded under standard operating conditions for filled PEEK. The molded product had the properties as shown in the following table. In addition, these properties, manufactured by ordinary compounding work,
Compare to the properties of the best available commercial grade carbon fiber filled PEEK: Scrap formulation Weight% of best commercial grade carbon fiber 55 30 Modulus 32 GN / m 2 13 GN / m 2 Tensile strength 250 MN / m 2 190 MN / m 2 surface quality excellent excellent As is apparent from this example, the product of the invention can be converted into a product for common processing methods, which product can be obtained by the state of the art. Better in some ways than things. Also, scrap from various long fiber operations, such as sheet production, lamination, and filament winding, can be reclaimed into high performance materials. The renewable nature has great economic implications when working with expensive raw materials such as carbon fiber.

【0140】実施例50 実施例29の方法に従って作業するときのロービング中
の最適の張力を、6000本のフィラメントを含有する
個々のロービングにおいて、含浸前および引っ張り段階
において張力を測定することによって、決定した(14
本のロービングを実施例29において使用し、そして作
業の張力は実際には下記の値の14倍であろう)。下記
の値は、特定のロービング、ポリマーの種類および使用
した装置について、最小の作業張力(ケース1)および
最大の作業張力(ケース2)であると判断した。ケース
1の値より小さい張力値を用いると、製造されたテープ
中に繊維の不整列と裂けが存在した。ケース2の値より
も大きい張力値を用いると、繊維の摩耗が観察され、そ
して解放された繊維がバンド上に蓄積した。異なる条件
(ロービング、ポリマーの種類など)の組について、得
られる値は異なるが、容易に最適化して、すぐれた品質
の生成物を得ることができた。
Example 50 The optimum tension during roving when operating according to the method of Example 29 is determined by measuring the tension in individual rovings containing 6000 filaments before impregnation and in the tensioning stage. Did (14
Book roving was used in Example 29, and the working tension will actually be 14 times the value below). The values below were determined to be the minimum working tension (case 1) and the maximum working tension (case 2) for the particular roving, polymer type and equipment used. Using tension values less than those of Case 1, there were fiber misalignments and tears in the tapes produced. With tension values higher than those in Case 2, fiber wear was observed and released fibers accumulated on the band. Although different values were obtained for different sets of conditions (roving, polymer type, etc.), they could be easily optimized to give excellent quality products.

【0141】 含浸前の張力 引っ張り張力 ケース1 0.14kg 2.4kg ケース2 0.37kg 3.8kgTension before impregnation Tensile tension Case 1 0.14 kg 2.4 kg Case 2 0.37 kg 3.8 kg

【0142】[0142]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、繊維強化ペレット構造物において、 イ)繊維含有量を増加できる、 ロ)含浸樹脂あるいはポリマーによってぬらされる個々
のフィラメントのぬれの度合を高めることができる、 ハ)連続した製品である構造物の細断後、得られるペレ
ット構造物についてその凝集状態を維持することが可能
になる、 ニ)ペレット構造物を成形品となす場合、得られる成形
品の外観状態が良好となる、 ホ)ペレット構造物を成形品となす場合、フィラメント
の長さにロスが生じることがない、 などの効果を得ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the fiber reinforced pellet structure, (a) the fiber content can be increased, (b) the wetting of individual filaments wetted by the impregnating resin or polymer. It is possible to maintain the agglomeration state of the resulting pellet structure after shredding the structure which is a continuous product. D) Making the pellet structure a molded product In this case, it is possible to obtain effects such that the appearance of the obtained molded product becomes good, and (e) when the pellet structure is used as a molded product, there is no loss in filament length.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年10月27日[Submission date] October 27, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 熱成形用繊維強化ペレット構造物Title of invention Fiber-reinforced pellet structure for thermoforming

【特許請求の範囲】[Claims]

【数1】 が15%未満である連続した構造物を細断したペレット
の形を有しており、そして該ペレット構造物中に含まれ
る個々のフィラメントが、溶融物引出成形法において前
記熱可塑性ポリマーによって実質的にぬらされているも
のであること、及び前記ペレット構造物が、射出成形し
て、成形後に得られる成形品中のフィラメントがランダ
ムに分散せしめられた個々のフィラメントの形を有して
おりかつ該フィラメントの少なくとも50重量%が少な
くとも3mmの長さを保持しているような成形品に成形可
能であること、を特徴とする熱成形用繊維強化ペレット
構造物。
[Equation 1] Of less than 15% has the form of pellets chopped into a continuous structure, and the individual filaments contained in the pellet structure are substantially separated by the thermoplastic polymer in a melt pultrusion process. And the pellet structure has the form of individual filaments in which the filaments in the molded product obtained by injection molding are randomly dispersed. A fiber-reinforced pellet structure for thermoforming, characterized in that at least 50% by weight of the filament can be shaped into a shaped article having a length of at least 3 mm.

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は熱成形用繊維強化ペ
レット構造物に関し、さらに詳しく述べると、熱可塑性
ポリマーと、強化用フィラメントとを含む熱成形用繊維
強化ペレット構造物に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to thermoformed fiber reinforced pellet structures, and more particularly to thermoformed fiber reinforced pellet structures containing a thermoplastic polymer and reinforcing filaments.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の繊維強化ペレット構造物の製造
は、たとえば、溶媒含浸法、溶融物含浸法等を用いて実
施されている。溶融物含浸法は、たとえば、溶融物引出
成形法を包含する。溶融物引出成形法あるいは略記して
引出成形法は、ガラス繊維のトウまたはロービングを低
粘度の熱硬化性樹脂の浴に通して引いて繊維を含浸する
ことによって行うことができる。このようにして得られ
た構造物は、引き続いて、加熱によって硬化せしめられ
る。このような方法は少なくとも10年間前から知られ
ているが、熱可塑性樹脂含浸構造物の製造に商業的にい
かなる程度にも使用されているわけでもない。この理由
は、粘稠な溶融樹脂中に通して引くとき、繊維をぬらす
のが困難であるからである。得られる製品は、ぬれに劣
る結果、許容し得ない性質を有する。
2. Description of the Related Art Conventional production of fiber-reinforced pellet structures is carried out, for example, by a solvent impregnation method, a melt impregnation method or the like. The melt impregnation method includes, for example, a melt drawing method. The melt pultrusion method, or abbreviated pultrusion method, can be carried out by passing a tow or roving of glass fibers through a bath of low viscosity thermosetting resin to impregnate the fibers. The structure thus obtained is subsequently cured by heating. Although such methods have been known for at least 10 years, they have not been used commercially to any extent in the manufacture of thermoplastic resin impregnated structures. The reason for this is that it is difficult to wet the fibers when drawn through a viscous molten resin. The resulting product has unacceptable properties as a result of poor wetting.

【0003】繊維をぬらしかつ、これによって、連続し
た繊維、たとえばガラス繊維に固有の非常に高いレベル
の物理的性質を最大限に使用する基礎を提供するという
特定の方法の効率は、その方法が、理論的に達成し得る
曲げ弾性率に到達する曲げ弾性率を有する製品を提供す
る程度を測定することによって、評価することができ
る。
The efficiency of a particular method is that it wets the fiber and thereby provides the basis for maximizing the very high levels of physical properties inherent in continuous fibers, such as glass fibers. , Can be evaluated by measuring the extent to which a product having a flexural modulus that reaches the theoretically attainable flexural modulus is provided.

【0004】理論的に達成しうる曲げ弾性率は、次のよ
うな混合物の簡単なルールを用いて計算する: EL =Vf f +Vm m ここで、EL は、組成物の縦方向のモジュラスであり、
f は、繊維の体積分率であり、Ef は、繊維の曲げ弾
性率であり、Vm は、マトリックスポリマーの体積分率
であり、そしてEm は、マトリックスポリマーの曲げ弾
性率である。
The theoretically achievable flexural modulus is calculated using the simple rule of mixtures as follows: E L = V f E f + V m E m where E L is the composition Is the vertical modulus,
V f is the volume fraction of the fiber, E f is the flexural modulus of the fiber, V m is the volume fraction of the matrix polymer, and E m is the flexural modulus of the matrix polymer. .

【0005】ところで、連続ロービングの含浸にコンベ
ンショナルの高分子量の熱可塑性ポリマーの溶融物を使
用すると、高いレベルの曲げ弾性率を得ることができな
い。たとえば、米国特許第3,993,726号は、連
続したロービングを高圧下にクロスヘッド押出機中で含
浸し、ダイを通してロービングを引き、そしてロービン
グを冷却および成形して成形品を製造する改良された方
法を開示している。ポリプロピレンを用いて得られた製
品は、実施例1に示されていて、73重量%のガラス繊
維の含量について、わずかに約6GN/m2 の、すなわ
ち、理論的に達成できる値の20%の、曲げ弾性率しか
示さないことが記載されている。
However, when a melt of a conventional high molecular weight thermoplastic polymer is used for impregnation of continuous roving, a high level of flexural modulus cannot be obtained. For example, US Pat. No. 3,993,726 is an improved method of impregnating continuous rovings under high pressure in a crosshead extruder, drawing the rovings through a die, and cooling and molding the rovings to produce a molded article. Disclosed method. The product obtained with polypropylene is shown in Example 1 and has a glass fiber content of 73% by weight of only about 6 GN / m 2 , ie 20% of the theoretically achievable value. It is described that it shows only the flexural modulus.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来の技術の問題点の認識のうえにたったもので、
特に繊維強化ペレット構造物において、繊維の含量が高
く、ポリマー溶融物によってぬらされた個々のフィラメ
ントのぬれの度合が高く、ペレット構造物から成形品を
製造する場合に得られる成形品の外観の状態が良好であ
りかつ成形品中においてフィラメントの長さにロスを生
じないような、改良された繊維強化ペレット構造物を提
供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to realize the above-mentioned problems of the prior art.
Especially in a fiber reinforced pellet structure, the content of fibers is high, the degree of wetting of individual filaments wetted by the polymer melt is high, and the appearance state of the molded article obtained when the molded article is manufactured from the pellet structure It is an object of the present invention to provide an improved fiber-reinforced pellet structure which has a good quality and does not cause a loss in filament length in a molded product.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記し
た目的を達成するための手段として、3〜100mmの長
さを有し、そして熱可塑性ポリマーと、少なくとも30
容量%の平行に整列された強化用フィラメントとを含む
ペレット構造物であって、該ペレット構造物が、次式
(I)により定義されるボイド含量:
According to the invention, as a means for achieving the above-mentioned object, a thermoplastic polymer having a length of 3 to 100 mm and at least 30
A pellet structure comprising, by volume, parallel reinforcing filaments, wherein the pellet structure has a void content defined by the following formula (I):

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】が15%未満である連続した構造物を細断
したペレットの形を有しており、そして該ペレット構造
物中に含まれる個々のフィラメントが、溶融物引出成形
法において前記熱可塑性ポリマーによって実質的にぬら
されているものであること、及び前記ペレット構造物
が、射出成形して、成形後に得られる成形品中のフィラ
メントがランダムに分散せしめられた個々のフィラメン
トの形を有しておりかつ該フィラメントの少なくとも5
0重量%が少なくとも3mmの長さを保持しているような
成形品に成形可能であること、を特徴とする熱成形用繊
維強化ペレット構造物が提供される。
Has the form of pellets chopped into a continuous structure having a content of less than 15%, and the individual filaments contained in the pellet structure have the thermoplastic polymer in the melt pultrusion process. That is substantially wetted by, and that the pellet structure has the form of individual filaments that are injection molded to randomly disperse the filaments in the resulting article after molding. And at least 5 of the filaments
There is provided a fiber-reinforced pellet structure for thermoforming, characterized in that 0% by weight can be molded into a molded article having a length of at least 3 mm.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその好ましい実施
の形態に関して詳細に説明する。なお、以下の記載で
は、本発明の理解を容易ならしめるために、本発明者ら
があわせて発明した繊維強化構造物、繊維強化組成物、
そして繊維強化成形品の説明との関連において本発明の
繊維強化ペレット構造物を説明することにする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to its preferred embodiments. In the following description, in order to facilitate understanding of the present invention, a fiber-reinforced structure, a fiber-reinforced composition, which the present inventors have invented together,
Then, the fiber-reinforced pellet structure of the present invention will be described in connection with the description of the fiber-reinforced molded article.

【0011】本発明者らによりこのたび見い出された、
理論的に達成できるレベルに近づく曲げ弾性率レベルを
有する材料は、連続法によって製造されたものでありか
つ構造物の縦方向に延びる強化用フィラメントを構造物
の少なくとも30容量%含有し、そしてASTMD79
0−80に従って測定した構造物の曲げ弾性率が理論的
に達成できる曲げ弾性率の少なくとも70%、好ましく
は少なくとも80%であることを特徴とする、熱可塑性
ポリマーと強化用フィラメントとを含む繊維強化構造物
である。これらの構造物の層間剪断強さは、10MN/m
2 より大、好ましくは20MN/m2 より大である。この
発明における使用に好ましい熱可塑性ポリマーは、融点
が少なくとも150℃である結晶質ポリマーおよびガラ
ス転移点が少なくとも25℃である非結晶質ポリマーで
ある。最適な剛性のために、熱可塑性ポリマーは、曲げ
弾性率が少なくとも1GN/m2 、好ましくは少なくとも
1.5GN/m2 であるべきである。
The present inventors have recently found out that
Materials having flexural modulus levels approaching theoretically attainable levels are those made by the continuous process and contain at least 30% by volume of the structure of reinforcing filaments extending in the machine direction of the structure, and ASTM D79
Fiber comprising a thermoplastic polymer and a reinforcing filament, characterized in that the flexural modulus of the structure measured according to 0-80 is at least 70%, preferably at least 80% of the theoretically attainable flexural modulus. It is a reinforced structure. The interlaminar shear strength of these structures is 10MN / m
Greater than 2 , preferably greater than 20 MN / m 2 . The preferred thermoplastic polymers for use in this invention are crystalline polymers having a melting point of at least 150 ° C and amorphous polymers having a glass transition point of at least 25 ° C. For optimum rigidity, the thermoplastic polymer should have a flexural modulus of at least 1 GN / m 2 , preferably at least 1.5 GN / m 2 .

【0012】上記した繊維強化構造物は、連続した整列
されたフィラメントを良好にぬらすことができる種々の
方法によって製造できる。これらの方法の1つにおい
て、溶融粘度が30Ns/m2 より小さく、好ましくは1
〜10Ns/m2 である熱可塑性ポリマーの溶融物中を通
して、複数の連続フィラメントを引いて、それらのフィ
ラメントを溶融ポリマーでぬらすことからなり、その
際、前記のフィラメントは引く方向にそって整列されて
いることを特徴とする、繊維強化組成物の製造法が提供
される。必要に応じて、含浸されたフィラメントを固め
て繊維強化ポリマー構造物にしてもよい。熱可塑性樹脂
の粘度は、剪断速度とともに変化し、低い剪断速度にお
けるほぼ一定の値から減少する。本願の場合、低い剪断
速度における粘度を参照する(通常ニュートン粘度と呼
ばれるもの)。この粘度は、直径1mmおよび長さ8mmの
ダイを用いる毛管粘度計を用いて便宜に測定され、そし
て溶融粘度は、103 〜104 N/m2 の範囲の剪断応
力において測定される。
The fiber-reinforced structure described above can be produced by a variety of methods which allow good wetting of continuous, aligned filaments. In one of these methods, the melt viscosity is less than 30 Ns / m 2 , preferably 1
It consists of drawing a plurality of continuous filaments through a melt of a thermoplastic polymer which is -10 Ns / m 2 and wetting them with the molten polymer, said filaments being aligned along the direction of drawing. A method for producing a fiber-reinforced composition is provided. If desired, the impregnated filaments may be consolidated into a fiber reinforced polymer structure. The viscosity of thermoplastics changes with shear rate and decreases from a near constant value at low shear rates. For purposes of this application, reference is made to viscosity at low shear rates (commonly referred to as Newtonian viscosity). This viscosity is conveniently measured using a capillary viscometer using a 1 mm diameter and 8 mm long die, and melt viscosity is measured at shear stresses in the range 10 3 to 10 4 N / m 2 .

【0013】驚ろくべきことには、このようなポリマー
は、満足すべき物理的性質を達成するために熱可塑性ポ
リマーの分野において通常適当であると考えられている
よりもその分子量が低いという事実があるにもかかわら
ず、強化された組成物は、極めてすぐれた物理的性質を
有している。強化された熱硬化性ポリマー組成物を引出
成形法により製造するとき、含浸浴中の熱硬化性プレポ
リマーの粘度は、繊維を良好にぬらすためには、典型的
には1Ns/m2 より小である。この低い粘度値を使用で
きる理由は、プレポリマーを引き続いて熱硬化法により
固体の形態に変えることにある。これとは対照的に、熱
可塑性ポリマーは、通常、完全に重合した固体材料であ
り、そして熱可塑性ポリマーを加熱して溶融することに
よってのみ液体の形態で得られる。しかしながら、許容
しうる物理的性質を有するコンベンショナルな高分子量
のポリマーの溶融粘度は、通常、100Ns/m2 を超え
る。このように高い粘度の溶融物を用いる引出成形法
で、繊維の適切なぬれを得ることは不可能である。溶融
物の温度を上げることにより、溶融粘度をある程度下げ
ることができるが、熱可塑性ポリマーの分解温度を下回
る温度下において可能な粘度の低下は、通常不十分であ
る。
Surprisingly, the fact that such polymers have a lower molecular weight than is usually considered suitable in the field of thermoplastic polymers to achieve satisfactory physical properties. Despite this, the reinforced composition has very good physical properties. When making a reinforced thermosetting polymer composition by the pultrusion process, the viscosity of the thermosetting prepolymer in the impregnation bath is typically less than 1 Ns / m 2 for good wetting of the fibers. Is. The reason why this low viscosity value can be used is that the prepolymer is subsequently converted to the solid form by thermosetting. In contrast, thermoplastic polymers are usually fully polymerized solid materials and are obtained in liquid form only by heating and melting the thermoplastic polymer. However, the melt viscosity of conventional high molecular weight polymers with acceptable physical properties is typically above 100 Ns / m 2 . It is not possible to obtain adequate wetting of the fibers with the pultrusion method using such high viscosity melts. Although the melt viscosity can be lowered to some extent by increasing the temperature of the melt, the decrease in viscosity that can be achieved at a temperature below the decomposition temperature of the thermoplastic polymer is usually insufficient.

【0014】十分に低い溶融粘度を与えるのに十分に低
い分子量を有する熱可塑性ポリマーを使用して、引出成
形法において繊維を適切にぬらすと、驚ろくべきこと
に、高強度の製品が得られる。したがって、溶融粘度が
30Ns/m2 より小さく、好ましくは1〜10Ns/m 2
の間である熱可塑性ポリマーの溶融物を通して、複数の
連続フィラメントを引いて、それらのフィラメントを溶
融ポリマーでぬらすことによって得られ、その際、それ
らのフィラメントが引く方向にそって整列されているこ
とを特徴とする、繊維強化熱可塑性組成物が提供され
る。製造された繊維強化構造物は、15%未満、好まし
くは5%未満のボイド含量を有するべきである。
Low enough to give a sufficiently low melt viscosity
Using a thermoplastic polymer with a high molecular weight,
What is amazing when properly wetting fibers in the form method
In addition, high strength products can be obtained. Therefore, the melt viscosity
30 Ns / m2 Smaller, preferably 1-10 Ns / m 2 
Through the melt of the thermoplastic polymer, which is between
Pull continuous filaments to melt them
Obtained by wetting with a molten polymer, in which case it
These filaments are aligned along the pulling direction.
A fiber-reinforced thermoplastic composition is provided, characterized by
It Fiber reinforced structures produced are less than 15%, preferred
It should have a void content of less than 5%.

【0015】「連続繊維」または「複数の連続フィラメ
ント」という用語は、採用する処理条件下で、処理を実
施不能とする頻度での破断を伴うことなく、溶融ポリマ
ー中を引っ張るのに十分な強度のロービングまたはトウ
を形成するために十分な長さを繊維が有しているよう
な、任意の繊維製品を意味する。適当な材料は、ガラス
繊維、炭素繊維、ジュートおよび高モジュラスの合成ポ
リマー繊維である。後者の場合において、ポリマー繊維
は、処理を乱す破断を起こさないでポリマー溶融物中を
引っ張ることができるのに十分な強さを有するという条
件を満足することが重要である。破断を伴なわずに含浸
系を通して引っ張られるのに十分な強度を有するために
は、繊維製品の連続繊維の大部分が1つの方向に向けら
れていて、繊維製品が、連続繊維の大部分を整列させ
て、溶融ポリマー中を通して引っ張られるべきである。
不規則に配置された連続繊維から構成されたマットのよ
うな繊維製品は、繊維の少なくとも50容量%が引く方
向に整列されている繊維構造物の一部分を形成しないか
ぎり、本発明における使用に不適当である。
The term "continuous fiber" or "plurality of continuous filaments" means that, under the processing conditions employed, it is of sufficient strength to pull through the molten polymer without breaking at a frequency that renders the processing infeasible. By any fiber product, such that the fibers have a sufficient length to form rovings or tows. Suitable materials are glass fibers, carbon fibers, jute and high modulus synthetic polymer fibers. In the latter case, it is important to satisfy the condition that the polymer fibers have sufficient strength to be able to be pulled in the polymer melt without causing disruption to the process. In order to have sufficient strength to be pulled through the impregnating system without breaking, the majority of the continuous fibers of the fiber product are oriented in one direction, and the fiber product has a majority of the continuous fibers. It should be aligned and pulled through the molten polymer.
Textiles such as mats composed of randomly arranged continuous fibers are not suitable for use in the present invention unless they form part of a fiber structure in which at least 50% by volume of the fibers are aligned in the pulling direction. Appropriate.

【0016】連続繊維は、溶融ポリマー中を通して引か
れるのに十分な一体性をもついかなる形態であることも
できるが、便利には、実質的にすべての繊維が束の長さ
に沿って整列されているような個々の繊維またはフィラ
メントの束(以後“ロービング”と呼ぶ)から成る。こ
のようなロービングを任意の数で使用することができ
る。商業的に入手できるガラスロービングの場合におい
て、各ロービングは、8000本もしくはそれ以上まで
の連続したガラスフィラメントから成ることができる。
6000本もしくはそれ以上までの炭素繊維を含有する
炭素繊維テープを使用してもよい。ロービングから織っ
た布帛もまた本発明における使用に適している。連続フ
ィラメントは、任意のコンベンショナルの表面サイズ
剤、とくに繊維とマトリックスポリマーとの間の結合を
最大にするように設計されたサイズ剤で処理されていて
もよい。
The continuous fibers can be in any form with sufficient integrity to be drawn through the molten polymer, but conveniently, substantially all of the fibers are aligned along the length of the bundle. A bundle of individual fibers or filaments (hereinafter referred to as "roving"). Any number of such rovings can be used. In the case of commercially available glass rovings, each roving can consist of up to 8000 or more continuous glass filaments.
Carbon fiber tapes containing up to 6000 or more carbon fibers may be used. Fabrics woven from rovings are also suitable for use in the present invention. The continuous filaments may be treated with any conventional surface sizing, especially those designed to maximize the bond between the fibers and the matrix polymer.

【0017】本発明の使用により可能となる高レベルの
曲げ弾性率を達成するためには、連続フィラメントの表
面のできるだけ多くが溶融ポリマーでぬらされることが
必要である。したがって、繊維が複数のフィラメントか
ら成るようなところでは、繊維を構成する個々のフィラ
メントの表面が、最適の効果を得るため、ぬらされなく
てはならない。フィラメントが表面サイズ剤あるいは定
着剤で処理されているところでは、サイズ剤が介在する
ため、ポリマーは、繊維またはフィラメントの表面と直
接に接触しないであろう。しかしながら、繊維とサイズ
剤との間およびサイズ剤とポリマーとの間において良好
な接着が達成されるかぎり、本発明の製品は、高い曲げ
弾性率を有し、そしてサイズ剤は、一般に、得られる性
質を高めるであろう。
In order to achieve the high levels of flexural modulus enabled by the use of the present invention, it is necessary that as much of the surface of the continuous filament as possible be wetted with molten polymer. Thus, where a fiber is composed of multiple filaments, the surface of the individual filaments that make up the fiber must be wetted for optimal effect. Where the filament has been treated with a surface sizing or fixing agent, the polymer will not come into direct contact with the surface of the fiber or filament due to the interposition of the sizing agent. However, as long as good adhesion is achieved between the fiber and the size and between the size and the polymer, the product of the invention has a high flexural modulus and the size is generally obtained. Will enhance the nature.

【0018】上記した方法において用いられる熱可塑性
ポリマーは、溶融物が30Ns/m2未満、好ましくは1
0Ns/m2 未満の粘度を有するかぎり、溶融して凝集性
の塊を形成するいかなるポリマーであってもよい。強化
組成物において許容しうる物理的性質を達成するため
に、溶融粘度は、1Ns/m2 を越えることが好ましい。
先に示したように、要求された溶融粘度範囲におけるポ
リマーの選択は、主としてポリマーの分子量に従う。適
当なポリマーの例は、熱可塑性ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアリーレンサルファイド、ポリフェニレンオキ
シド/ポリスチレンブレンド、ポリエーテルエーテルケ
トンおよびポリエーテルケトンである。種々のその他の
熱可塑性ポリマーを本発明の方法に使用できるが、たと
えばポリエチレンのようなポリマーはこのような高強度
の組成物を与えないであろう。
The thermoplastic polymer used in the above process has a melt of less than 30 Ns / m 2 , preferably 1
It can be any polymer that melts to form a cohesive mass as long as it has a viscosity of less than 0 Ns / m 2 . In order to achieve acceptable physical properties in the reinforcing composition, the melt viscosity is preferably above 1 Ns / m 2 .
As indicated above, the choice of polymer in the required melt viscosity range depends primarily on the molecular weight of the polymer. Examples of suitable polymers are thermoplastic polyesters, polyamides, polysulfones, polyoxymethylene, polypropylene, polyarylene sulfide, polyphenylene oxide / polystyrene blends, polyetheretherketone and polyetherketone. Various other thermoplastic polymers can be used in the method of the present invention, but polymers such as polyethylene will not provide such high strength compositions.

【0019】ロービングの繊維を含浸する方法におい
て、適切なぬれを達成するために適当な溶融粘度のポリ
マーを使用することに加えて、ロービング中への溶融物
の浸透を最大にすることが必要である。これは、ロービ
ングを個々の構成繊維に、たとえば、ロービングが溶融
ポリマー中へ入る前にロービングへ静電荷を加えるか、
あるいは、好ましくは、ロービングが溶融ポリマー中に
存在する間、ロービングを広げて構成フィラメントに分
離することによって、できるかぎり分離することによっ
て行うことができる。このことは、ロービングを張力下
に少なくとも1つの、好ましくはいくつかの、スプレダ
ー表面の上に通すことによって、便宜に達成される。開
繊され、ポリマーで含浸された繊維に、たとえば、含浸
されたロービングを溶融物からダイを通して引くことに
よって前記の開繊された繊維を固めることによって、さ
らなる仕事を加えると、ぬれの一層の向上が得られる。
このダイは、含浸ロービングに望むプロフィルを有する
ことができ、あるいは、ポリマーがなおも流動性を有す
る間、含浸ロービングを追加のサイジングダイに通過さ
せることができる。驚ろくべきことには、もしもこのダ
イを冷却して満足すべきサイジングおよびダイ内のスム
ーズな通過を達成すると、有利である。含浸ロービング
が浴から平らなシートの形で排出されるとき、このシー
トを一対のローラーの間に通すことによって、さらなる
仕事を加えることができる。
In the method of impregnating the fibers of the roving, it is necessary to maximize the penetration of the melt into the roving, in addition to using a polymer of suitable melt viscosity to achieve the proper wetting. is there. This applies the static charge to the rovings to the individual constituent fibers, for example the rovings before they enter the molten polymer, or
Alternatively, and preferably, while the roving is present in the molten polymer, it can be done by spreading the roving and separating it into constituent filaments, separating as much as possible. This is conveniently accomplished by passing the roving under tension over at least one, and preferably several, spreader surfaces. Further enhancement of wettability by adding additional work to the opened and polymer impregnated fibers, for example by solidifying said opened fibers by drawing impregnated rovings from the melt through a die. Is obtained.
The die can have the desired profile for impregnating roving, or the impregnating roving can be passed through an additional sizing die while the polymer is still flowable. Surprisingly, it would be advantageous if the die were cooled to achieve satisfactory sizing and smooth passage through the die. When the impregnating roving is discharged from the bath in the form of a flat sheet, additional work can be added by passing the sheet between a pair of rollers.

【0020】ロービングを含浸浴中に通して引っ張るこ
とができる速度は、個々の繊維は適切にぬらされるべき
であるという要件に依存している。このことは、大きい
程度に、溶融ポリマーの浴を経る通路の長さ、とくにロ
ービングが浴中で受けるであろう機械的拡大作用の程度
に依存するであろう。本発明の方法において達成できる
速度は、熱硬化性物質の引出成形法において達成できる
速度に少なくとも匹敵可能である。なぜなら、引出成形
法は、含浸工程後に必要な化学反応を完成するために要
する時間によって制限を受けるからである。
The speed at which the roving can be pulled through the impregnation bath depends on the requirement that the individual fibers be properly wetted. This will depend, to a large extent, on the length of the passage through the bath of molten polymer, and in particular on the degree of mechanical enlarging action that the rovings will undergo in the bath. The speeds achievable with the method of the present invention are at least comparable to those achievable with the pultrusion process of thermosetting materials. This is because the pultrusion process is limited by the time it takes to complete the necessary chemical reaction after the impregnation step.

【0021】1つの好ましい実施態様において、ロービ
ングを開繊するためにロービングをその上で引くスプレ
ダー表面は、ロービングの含浸に使用すべき特定のポリ
マーの融点以上の温度にスプレダー表面を加熱するため
の外部熱入力部を装備している。この手段により、スプ
レダー表面の局所領域におけるポリマーの溶融粘度は、
含浸浴の大部分におけるポリマーのそれよりもかなり低
い値に維持されうる。この方法の利点は、ポリマーの非
常に小さい部分を比較的高い温度に昇温し、これによっ
て浴中のポリマーの主要部分が分解する危険を最小にし
て、低い含浸粘度を得ることができるということにあ
る。このことにより、浴中へのポリマー供給物は連続的
に補充されるので、一部のポリマーは所定の処理期間
中、ほとんど制限されない期間にわたって浴中に残留す
ることが可能であるという事実から発生する問題が大き
く軽減される。したがって、処理期間の開始時に存在す
るポリマーのあるものは、処理期間の終了時になおも浴
中に存在することがある。浴中のこの長い滞留時間にか
かわらず、このようなポリマーは、浴中のポリマーの全
体が浴全体を通じて低粘度を得るように高温にさらされ
るという場合よりも、きびしくない熱履歴を受けるであ
ろう。
In one preferred embodiment, the spreader surface over which the roving is drawn to open the roving is for heating the spreader surface to a temperature above the melting point of the particular polymer to be used for impregnating the roving. Equipped with an external heat input section. By this means, the melt viscosity of the polymer in the local area of the spreader surface is
It can be maintained at a much lower value than that of the polymer in most of the impregnation bath. The advantage of this method is that a very small portion of the polymer can be heated to a relatively high temperature, which minimizes the risk of the major portion of the polymer in the bath degrading and results in a low impregnation viscosity. It is in. This results from the fact that the polymer feed into the bath is continuously replenished, so that it is possible for some polymers to remain in the bath for a period of almost unlimited duration during a given treatment period. The problem to do is greatly reduced. Therefore, some of the polymer present at the beginning of the treatment period may still be present in the bath at the end of the treatment period. Despite this long residence time in the bath, such polymers will experience a less severe thermal history than if the entire polymer in the bath were exposed to elevated temperatures to obtain a low viscosity throughout the bath. Let's do it.

【0022】局所加熱法のさらなる利点は、熱安定性に
劣るポリマーを使用できるということである。さらに、
低い全熱履歴から生ずる低い劣化は、より低い粘度の溶
融物の生成により高い温度を局所的に使用可能とするの
で、分子量のより高い樹脂を使用できる。含浸浴へのポ
リマーの供給物は、外部加熱要素によるかもしくは内部
に配置された加熱されたスプレダー表面により、浴中で
溶融されるポリマー粉末の形であることができ、あるい
は、別法として、浴に溶融ポリマーを、たとえば、普通
のスクリュー押出機を使用して、供給することができ
る。もしも浴が加熱されたスプレダー表面を備えるなら
ば、押出機から送られるポリマー溶融物は、できるだけ
低い温度にして熱分解を最小にすべきである。溶融供給
物の使用は、開始が容易であり、温度制御が良好であ
り、そして、とくに非常に薄い構造物を製造するとき、
種々の処理上の問題を生ずる未溶融のポリマーの塊の形
成が回避される、という利点を有する。
A further advantage of the local heating method is that polymers with poor thermal stability can be used. further,
The lower degradation resulting from the lower total thermal history allows higher temperatures to be locally used due to the formation of lower viscosity melts, allowing higher molecular weight resins to be used. The supply of polymer to the impregnation bath can be in the form of a polymer powder which is melted in the bath by an external heating element or by a heated spreader surface placed inside, or alternatively The molten polymer can be fed to the bath using, for example, a conventional screw extruder. If the bath has a heated spreader surface, the polymer melt delivered from the extruder should be at the lowest temperature possible to minimize thermal decomposition. The use of melt feed is easy to start, has good temperature control, and especially when producing very thin structures,
It has the advantage that the formation of unmelted polymer agglomerates, which causes various processing problems, is avoided.

【0023】含浸された繊維生成物は、その生成物を固
めるための手段、たとえばサイジングダイに通して引く
ことができる。このダイの温度は、この方法に対して重
要な効果を奏することがわかった。熱ダイを使用してダ
イ中の摩擦を最小にしかつ固化を促進すべきであること
が予測されるところであるが、判明したところによる
と、使用されるポリマーの融点以上の温度に保持された
ダイは、生成物がダイを通して引かれるとき、並はずれ
た粘着スリップの挙動を引き起こす。冷却されたダイを
使用すること、そしてダイに入る引出成形部分の表面温
度がポリマーの軟化温度よりも20℃より高くない温度
にあることを確保することが好ましいことが判明した。
「軟化温度」とは、ポリマーを焼結できる最低温度を意
味する。これは、含浸浴とダイとの間の通路においてレ
ースに空気を吹付けることにより、および/またはダイ
を含浸浴から隔置することにより、達成できる。もしも
引出成形部分を加熱し過ぎると、生成物がダイに入ると
きにポリマーが絞り出される。このことは、ダイへの入
口に付着物を残し、そしてこの付着物が蓄積しかつ、引
出成形部分がダイを通過するとき、その部分に筋をつけ
ることがある。引出成形部分は、ポリマーの軟化点より
低い温度に冷却すべきではない。なぜなら、生成物をサ
イジングダイで成形することはあまりにも困難であるか
らである。
The impregnated fiber product can be drawn through a means for hardening the product, such as a sizing die. The temperature of this die has been found to have a significant effect on this method. It is expected that a thermal die should be used to minimize friction in the die and promote solidification, but it has been found that the die maintained at a temperature above the melting point of the polymer used. Causes an extraordinary sticky slip behavior as the product is drawn through the die. It has been found to be preferable to use a cooled die and to ensure that the surface temperature of the pultruded part entering the die is no more than 20 ° C. above the softening temperature of the polymer.
"Softening temperature" means the lowest temperature at which a polymer can be sintered. This can be accomplished by blowing air over the race in the passage between the impregnation bath and the die and / or by spacing the die from the impregnation bath. If the pultruded part is overheated, the polymer will be squeezed out as the product enters the die. This leaves deposits at the entrance to the die, and the deposits may accumulate and score the pultruded portion as it passes through the die. The pultruded part should not be cooled below the softening point of the polymer. Because it is too difficult to shape the product with a sizing die.

【0024】繊維強化生成物の寸法は、必要に応じて変
更することができる。薄いシートは、繊維が隣接した関
係でバンドを形成するように、多数のロービングをスプ
レダー表面の上に通すことによってそれらのロービング
の繊維を分離することによって、製造することができ
る。繊維を固めるためにダイを使用したとき、構造物
は、サイジングダイの断面の形をとるであろう。このこ
とによって、任意の要求される厚さ、たとえば0.25
mm〜50mmの厚さまたは線状プロファイルの物品を形成
できる。固めるための手段が少なくとも1対の回転ロー
ラーから形成されたニップを含むとき、0.05mmもし
くはそれ以下の厚さを有するシートを製造できる。
The dimensions of the fiber reinforced product can be varied as required. Thin sheets can be made by separating the fibers of rovings by passing a number of rovings over a spreader surface so that the fibers form a band in abutting relationship. When the die is used to compact the fibers, the structure will take the form of a sizing die cross section. This allows any required thickness, eg 0.25.
Articles with a thickness or linear profile of mm to 50 mm can be formed. Sheets having a thickness of 0.05 mm or less can be produced when the means for compacting includes a nip formed from at least one pair of rotating rollers.

【0025】繊維強化構造物を製造するさらなる方法に
おいて、使用される熱可塑性ポリマーが30Ns/m2
有意に超える溶融粘度を有するときでさえ、満足し得る
ぬれを達成できるということがわかった。したがって、
複数の連続フィラメントに張力を加えかつそれを整列さ
せて隣接フィラメントのバンドを形成し、このバンドを
加熱されたスプレダー表面の上に、バンドとスプレダー
表面との間にニップが形成されるようにして通し、熱可
塑性ポリマーの供給をそのニップのところで維持するこ
とを含み、その際、スプレダー表面の温度は、連続フィ
ラメントがその上を引かれるとき、連続フィラメントを
ぬらすことができる粘度のポリマー溶融物を形成するの
に十分に高いような、繊維強化組成物を製造するための
方法が提供される。ニップの先端におけるポリマー溶融
物は、30Ns/m2 より小さい粘度を有することが好ま
しいが、スプレダー表面へ供給すべきフィラメントへか
かる高い逆張力は、ニップ領域におけるポリマーの含浸
が好適であることを保証し、その結果、30Ns/m2
り有意に高い粘度においてく含浸されたバンドを製造す
ることを可能とする。こうして、この方法は、熱可塑性
ポリマーの引出成形法において使用できるポリマーの分
子量を最大とする手段を提供する。
In a further method of producing fiber-reinforced structures, it has been found that satisfactory wetting can be achieved even when the thermoplastic polymer used has a melt viscosity of significantly above 30 Ns / m 2 . Therefore,
Tensioning and aligning multiple continuous filaments to form a band of adjacent filaments such that a nip is formed on the heated spreader surface between the band and the spreader surface. Through, maintaining a supply of thermoplastic polymer at the nip, where the temperature of the spreader surface causes a polymer melt of a viscosity capable of wetting the continuous filament as it is drawn over it. A method is provided for making a fiber reinforced composition that is sufficiently high to form. The polymer melt at the tip of the nip preferably has a viscosity of less than 30 Ns / m 2, but the high back tension on the filaments to be fed to the spreader surface ensures that impregnation of the polymer in the nip region is suitable. As a result, it is possible to produce impregnated bands at viscosities significantly higher than 30 Ns / m 2 . Thus, this method provides a means of maximizing the molecular weight of the polymer that can be used in the thermoplastic polymer extrusion process.

【0026】この方法の1つの実施態様において、連続
フィラメントは、ロールまたはリールから一連のスプレ
ダー表面、たとえばロッドの表面上へそれらのフィラメ
ントを引張ることによって、最も適当に張力を加えら
れ、そして整列される。これにより、フィラメントの束
はできるだけばらばらに、かなりの張力下に個々のフィ
ラメントに広げられることができる。これらのフィラメ
ントは、加熱されたスプレダー表面の上を通るとき、案
内されて隣接フィラメントのバンドを形成する。スプレ
ダー表面の形状およびフィラメントバンドとスプレダー
表面との接触角度は、バンドと加熱されたスプレダー表
面との間にニップが形成されるようにすべきである。熱
可塑性ポリマーの粉末をニップへ供給し、そして加熱さ
れたスプレダー表面を、熱可塑性ポリマーを溶融するの
に十分な温度に維持する。加熱されたスプレダー表面の
上をバンドが通過するとき、溶融物がバンドの繊維を含
浸させ、ぬらす。
In one embodiment of this method, continuous filaments are most suitably tensioned and aligned by pulling them from a roll or reel onto a series of spreader surfaces, such as the surface of a rod. It This allows the bundle of filaments to be spread as far as possible into the individual filaments under considerable tension. These filaments are guided to form bands of adjacent filaments as they pass over the heated spreader surface. The shape of the spreader surface and the contact angle between the filament band and the spreader surface should be such that a nip is formed between the band and the heated spreader surface. A powder of thermoplastic polymer is fed to the nip and the heated spreader surface is maintained at a temperature sufficient to melt the thermoplastic polymer. As the band passes over the heated spreader surface, the melt impregnates and wets the fibers of the band.

【0027】この方法は、さらに、少なくとも1つの追
加の加熱されたスプレダー表面を準備し、このスプレダ
ー表面とともに少なくとも部分的に樹脂含浸された繊維
のバンドで第2のニップを形成し、この第2のニップに
よって、ポリマーの追加の供給物を繊維のバンド中に含
浸できるようにすることにより、変更することができ
る。部分的に含浸されたバンドのいずれか一方の表面を
用いて、ニップの作用面を形成することもできる。
The method further comprises providing at least one additional heated spreader surface to form a second nip with the band of at least partially resin impregnated fibers with the spreader surface. This nip can be modified by allowing an additional feed of polymer to be impregnated into the band of fibers. The surface of either of the partially impregnated bands can also be used to form the working surface of the nip.

【0028】強化された構造物中のポリマーの量は、バ
ンドに加える張力およびバンドが加熱スプレダー表面と
接触する通路の長さによって大きくコントロールされ
る。こうして、バンドが高い張力下にありかつスプレダ
ー表面と実質的な表面で接触しており、その結果バンド
がスプレダー表面に対して強く押しつけられるとき、強
化構造物のポリマー含量は、低い張力/短かい接触通路
の条件下よりも少ないであろう。
The amount of polymer in the reinforced structure is largely controlled by the tension exerted on the band and the length of the channels through which the band contacts the heated spreader surface. Thus, when the band is under high tension and is in substantial surface contact with the spreader surface so that the band is pressed hard against the spreader surface, the polymer content of the reinforced structure is low tension / short. Will be less than under the conditions of the contact passage.

【0029】含浸を改良するかもしくは表面仕上げを改
良するために用いられる、加熱されたスプレダー表面お
よび任意の引き続く加熱または冷却された表面は、好ま
しくは円筒形のバーまたはローラーの形である。たとえ
ば、第1の含浸表面は自由に回転するローラーであるこ
とができ、このローラーは、バンドにより、バンドの速
度で回転させられ、その結果溶融物による含浸またはサ
イジング前の繊維の摩耗を最小値に減少するようにする
ことができるであろう。第1ロールが繊維の移動方向に
繊維の速度までにおいて回転する(自由にあるいは駆動
されて)とき、バンド上におけるルーズな繊維の蓄積が
この系を通じて実施されることが観察された。このセル
フクリーニング作用は、バンドを分割させうる第1ロー
ルにおける繊維の蓄積を防ぐ上で、とくに有効である。
バンドが一部の溶融ポリマーを取り込んだ後、好ましく
はバンドの他方の側面上に追加の溶融ポリマーが第2の
自由に回転可能な加熱された表面により供給された後、
繊維は、摩耗を受ける傾向が非常に少なく、そして繊維
のぬれを改良するための処理に付されることができる。
こうして、ポリマー含有バンドは、バンドの移動方向と
反対方向に駆動される少なくとも1つのローラーの上を
通過させて、バンドへの局所的仕事の入力を増加しかつ
ぬれを最大にすることができる。一般に、ぬれの程度お
よびこの方法の速度は、仕事の入力が存在する表面の数
を増加することにより増加できる。
The heated spreader surface and any subsequent heated or cooled surface used to improve impregnation or improve surface finish are preferably in the form of cylindrical bars or rollers. For example, the first impregnated surface can be a freely rotating roller, which is rotated by the band at the speed of the band so that the abrasion of the fiber prior to impregnation or sizing by the melt is minimized. Could be reduced to. It has been observed that loose fiber build-up on the band takes place through this system when the first roll rotates (freely or driven) in the direction of fiber movement up to the fiber speed. This self-cleaning action is particularly effective in preventing the accumulation of fibers on the first roll which can divide the band.
After the band has taken up some of the melted polymer, preferably on the other side of the band is provided additional melted polymer by a second freely rotatable heated surface,
The fibers are much less prone to abrasion and can be subjected to treatments to improve the wetting of the fibers.
Thus, the polymer-containing band can be passed over at least one roller driven in the direction opposite to the direction of movement of the band to increase local work input to the band and maximize wetting. In general, the degree of wetting and the speed of the method can be increased by increasing the number of surfaces on which work input is present.

【0030】溶融ポリマーの浴の使用を必要とする方法
に比べて、繊維のバンドを使用してニップを形成する方
法が奏することのできるほかの利点は、分解の危険を減
少することにある。したがって、繊維のバンドとスプレ
ダー表面との間のニップ中に存在するポリマーは比較的
に少量であるため、多量のポリマーを長期間高温に保持
しなくてよい。ポリマーがニップへ供給される位置にス
クレーパーブレードを設置して、処理の間に蓄積しかつ
熱分解を受けることがある過剰のポリマーを除去するこ
とができる。
Another advantage that the method of forming a nip using a band of fibers can provide, as compared to methods that require the use of a bath of molten polymer, is to reduce the risk of degradation. Therefore, a relatively small amount of polymer is present in the nip between the band of fibers and the spreader surface, so that a large amount of polymer does not have to be kept at elevated temperature for an extended period of time. A scraper blade can be placed at the location where the polymer is fed to the nip to remove excess polymer that may accumulate and undergo thermal decomposition during processing.

【0031】前述の方法の生成物が薄い強化されたシー
トとして要求されるとき、ニップにおける含浸により製
造された生成物を、加熱または冷却された追加のローラ
ーの上または間を通過させることによってさらに処理し
て、含浸を改良し、あるいはシートの表面仕上げを改良
することができる。薄いシートは、その一方の側面が他
方の側面よりも多量のポリマーを含有するとき、カール
する傾向がある。これは、ローラー系における最後のロ
ーラーに近接して調整可能な加熱されたスクレーパーを
配置して、シートの表面上の過剰のポリマーを除去する
ことによって、避けることができる。スクレーパーバー
は、ポリマーの融点をちょうど超える温度であるべきで
ある。たとえば、含浸帯域において約380℃の温度に
達するポリエーテルエーテルケトンの場合において、ス
クレーパーバーの温度は約350℃であるべきである。
When the product of the above process is required as a thin reinforced sheet, the product produced by impregnation in the nip is further passed by passing over or between additional heated or cooled rollers. It can be treated to improve impregnation or improve the surface finish of the sheet. Thin sheets tend to curl when one side contains more polymer than the other. This can be avoided by placing an adjustable heated scraper close to the last roller in the roller system to remove excess polymer on the surface of the sheet. The scraper bar should be at a temperature just above the melting point of the polymer. For example, in the case of polyetheretherketone, which reaches a temperature of about 380 ° C. in the impregnation zone, the temperature of the scraper bar should be about 350 ° C.

【0032】次いで、含浸されたバンドは、最終製品の
意図する形状および目的に依存して、さらに処理するこ
とができる。含浸されたバンド中の開繊されたフィラメ
ントは、たとえば、ダイに通して一緒に引いて、含浸さ
れたバンドよりもかなり大きい厚みをもったプロファイ
ルとすることができる。制限された量の成形をこのよう
なダイにおいて実施して、成形されたプロファイルを得
ることができる。
The impregnated band can then be further processed depending on the intended shape and purpose of the final product. The open filaments in the impregnated band can be drawn together, for example, through a die to give a profile with a thickness that is significantly greater than the impregnated band. A limited amount of molding can be performed on such a die to obtain a molded profile.

【0033】前述の方法の含浸された生成物は、連続な
生成物を必要とする成形加工法におけるその後の使用の
ため、ロールに巻くか、あるいはその後に続く成形加工
のため、長尺物に細断することができる。連続した長尺
物は、たとえば、熱軟化した生成物をフォーマーのまわ
りに巻くことにより、あるいは、たとえば、生成物のテ
ープまたはストリップからマットを織製することによ
り、物品の製作に使用できる。含浸生成物は、整列され
た繊維が3mmから100mmまでの長さを有するペレット
または粒体に細断することができる。これらのものは、
常用の成形法または押出法に使用できる。
The impregnated product of the above-described process is made into a long piece for subsequent use in molding processes requiring continuous products, for rolling or subsequent molding. You can shred. The continuous strip can be used to make an article, for example, by wrapping the heat softened product around a former, or by weaving a mat from, for example, a tape or strip of the product. The impregnated product can be chopped into pellets or granules in which the aligned fibers have a length of 3 mm to 100 mm. These things are
It can be used in conventional molding or extrusion methods.

【0034】ガラス繊維を使用するとき、生成物の物理
的性質を最高にするため、本発明の生成物の繊維含量
は、生成物の少なくとも50重量%である。繊維含量の
上限は、ロービングの個々の繊維をぬらすのに要するポ
リマーの量によって決定される。一般に、20重量%よ
り少ないポリマーを用いてすぐれたぬれを達成すること
は困難であるが、すぐれた結果は、本発明の方法を使用
して、30重量%のポリマーを繊維強化組成物に混入す
ることによって得ることができる。
When using glass fibers, the fiber content of the product of the invention is at least 50% by weight of the product in order to maximize the physical properties of the product. The upper limit of the fiber content is determined by the amount of polymer required to wet the individual fibers of the roving. In general, it is difficult to achieve good wetting with less than 20% by weight of polymer, but good results show that 30% by weight of polymer is incorporated into a fiber reinforced composition using the method of the invention. Can be obtained by doing.

【0035】バンドと加熱スプレダー表面とによって形
成されたニップにおいて隣接したロービングのバンドを
含浸する方法によって形成された、本発明の生成物は、
通常、材料のバンドまたはシートとして含浸系を引っ張
られるであろう。これにより、多くの用途に有用な中間
体が得られる。薄いバンドまたはシート、すなわち0.
5mmより小さくかつ0.05mmより大きい厚さのものが
とくに有用であり、そして融通性がある。
The product of the invention, formed by the method of impregnating adjacent bands of roving in the nip formed by the band and the heated spreader surface, comprises:
Usually, the impregnation system will be pulled as a band or sheet of material. This provides an intermediate useful for many applications. A thin band or sheet, ie 0.
Thicknesses less than 5 mm and greater than 0.05 mm are particularly useful and versatile.

【0036】テープは、タビー織または朱子織(これら
の用語は、織物の分野で使用されており、そして百科辞
典ブリタニカの“Weaving”(織物)の項に記載
されている)を用いて織製した物品を形成するのにとく
に有用である。朱子織は、本願明細書の実施例に示すよ
うに、とくに良好な製品を与える。極めて高い性能を有
する織物は、本発明に従って製造されかつ幅が厚さの少
なくとも10倍であるテープを用いて得られる。1つの
重要な用途は、薄い強化されたシートとしてであり、こ
のシートは、多数枚の強化されたシートのプライから、
強化された物品を形成するために使用することができ、
その際、各層の強化材を層の平面内において選択された
方向に配置し、そして層のポリマーを融合させるのに十
分な温度において層を圧縮する。層は、融合工程の間ま
たはその後に型内で成形できる平らなシートとして使用
することができ、さもなければ、成形マンドレルに巻く
かまたはその上で成形し、融合工程後、マンドレルの形
状を有する物品を得ることができる。
The tape is woven using a tabby or satin weave, which terms are used in the field of textiles and are described in the "Weaving" section of the Encyclopedia Britannica. It is particularly useful in forming a finished article. The satin weave gives a particularly good product, as shown in the examples herein. Fabrics with very high performance are obtained with tapes produced according to the invention and having a width of at least 10 times the thickness. One important application is as a thin reinforced sheet, which consists of a ply of multiple reinforced sheets,
Can be used to form a reinforced article,
The reinforcement of each layer is then placed in the plane of the layer in the selected direction and the layers are compressed at a temperature sufficient to fuse the polymers of the layers. The layer can be used as a flat sheet that can be molded in a mold during or after the fusing step, or else wrapped or molded on a shaping mandrel and having the shape of the mandrel after the fusing step. An article can be obtained.

【0037】強化用フィラメントを成形マンドレル上に
巻き、そしてフィラメントの層の間にポリマーフィルム
の層をはさみ込み、引き続いてポリマーフィルムを融合
することによって、強化された成形品を製造すること
は、たとえば、英国特許第1,485,586号明細書
に開示されているように、すでに知られている。本発明
は、このような方法よりもすぐれている。主要な利点
は、高いコストの予備形成したポリマーフィルムの使用
が回避できること、バンドの張力によりポリマーの含量
をコントロールすることができるので、種々の厚さのフ
ィルムを用意することが回避できること、そして本発明
の方法の連続的性質から誘導される利点、である。
Producing a reinforced molded article by, for example, wrapping a reinforcing filament on a forming mandrel and sandwiching a layer of polymeric film between layers of filaments and subsequently fusing the polymeric film is known, for example. , As disclosed in British Patent No. 1,485,586. The present invention is superior to such methods. The main advantages are that the use of high-cost preformed polymer films can be avoided, the content of the polymer can be controlled by the tension of the band, thus avoiding the provision of films of various thicknesses, and Advantages derived from the continuous nature of the method of the invention.

【0038】本発明の引出成形品は、また、適当な寸法
に細断して、ポリマー材料から成形した成形品を選択的
に強化するのに適しており、その際に用いられる方法に
おいて、本発明による生成物から成る少なくとも1つの
予備形成された要素を型内に配置して、仕上げた成形品
の選択部分を強化し、そしてポリマー材料をその場の強
化材のまわりに成形して造形品を形成する。
The pultruded article of the present invention is also suitable for being chopped to an appropriate size to selectively reinforce the article molded from a polymeric material. At least one preformed element comprising a product according to the invention is placed in a mold to strengthen selected portions of the finished molding, and a polymeric material is molded around the in situ reinforcement to create a shaped article. To form.

【0039】本発明は、繊維の強化材を成形品中に配置
させて、成形品が使用時に受ける応力に関して最大の効
果を得ることができるばかりでなく、また、このような
高い強度の物品を別の方法で製造するとき直面する加工
の問題を克服する。とくに、この方法は、溶融粘度が1
00Ns/m2 もしくはそれ以上である普通の熱可塑性ポ
リマーを使用して高い生産性の射出成形法により、この
ような強化物品を製造するために用いることができる。
The present invention not only allows the fiber reinforcement to be placed in a molded article to obtain the maximum effect on the stress the molded article is subjected to during use, but also to provide such high strength articles. It overcomes the processing problems encountered when manufacturing differently. In particular, this method has a melt viscosity of 1
It can be used to produce such reinforced articles by a high productivity injection molding process using common thermoplastic polymers of 00 Ns / m 2 or higher.

【0040】ある用途において、予備形成した要素を、
それが可撓性である温度において使用し、その結果、た
とえば加熱軟化された予備形成要素を型のインサートに
巻きつけることによって、それを型内にいっそう容易に
配置できるようにすることは、有利であろう。用いられ
る成形法は、成形品を型内でポリマー材料から形成する
いかなる方法であってもよい。ポリマー材料は、型の内
部に、射出成形法におけるように、溶融物として、ある
いは、圧縮成形法におけるように、粉末として、導入す
る熱可塑性材料であってよい。「圧縮成形法」という語
には、溶融せずにポリマー粉末を圧縮し、引き続いてこ
の「生の」成形品を型外で焼結する方法が包含される。
型内で成形される熱可塑性ポリマー材料は、型内に、た
とえば、熱または化学的活性化剤もしくは開始剤の作用
下に完全に重合するまで保持される、1種類もしくは複
数種類のモノマーまたは部分的に重合した媒体を導入す
ることによって、誘導することもできる。
In some applications, the preformed element may be
It is advantageous to use it at a temperature at which it is flexible so that it can be more easily placed in the mould, for example by wrapping a heat-softened preformed element around the mold insert. Will. The molding method used may be any method of forming a molded article in a mold from a polymeric material. The polymeric material may be a thermoplastic material that is introduced into the mold as a melt, as in the injection molding process, or as a powder, as in the compression molding process. The term "compression molding method" includes the method of compressing a polymer powder without melting and subsequently sintering this "green" molded article out of the mold.
The thermoplastic polymeric material that is molded in the mold is one or more monomers or moieties that are held in the mold until they are completely polymerized, for example under the action of heat or a chemical activator or initiator. It can also be induced by introducing a chemically polymerized medium.

【0041】予備形成したインサートのまわりに成形さ
れるポリマーは、予備形成インサートを含浸するために
使用したポリマーと同一であるか、あるいはそれと少な
くとも相容性であることが好ましい。前述の方法により
得られる含浸生成物は、含まれる強化用繊維が少なくと
も3mm、好ましくは少なくとも10mmの長さを有するペ
レットまたは粒体に細断する場合において特別の実用性
をもたらすことができる。これらの生成物は、射出成形
のような常用の成形加工法に使用することができ、そし
てペレットの形をとっている先行技術の生成物よりもす
ぐれている。なぜならば、ペレット中の繊維の長さは、
先行技術の生成物を使用するときよりも、非常に大きい
程度に保持されるからである。このより大きい繊維長さ
の保持は、前述の方法の使用から生ずるポリマーによる
すぐれたぬれのおかげで、本発明の生成物中の個々の強
化用フィラメントへ付与される保護が大きい結果である
と信じられる。
The polymer molded around the preformed insert is preferably the same as, or at least compatible with, the polymer used to impregnate the preformed insert. The impregnated product obtained by the method described above may have particular utility in the case where the reinforcing fibers involved are chopped into pellets or granules having a length of at least 3 mm, preferably at least 10 mm. These products can be used in conventional molding processes such as injection molding and are superior to prior art products in the form of pellets. Because the length of the fiber in the pellet is
It is retained to a much greater extent than when using prior art products. This greater fiber length retention is believed to be a result of the greater protection provided to the individual reinforcing filaments in the products of the present invention, due to the superior wetting by the polymer resulting from the use of the foregoing method. Can be

【0042】本発明のこの面は、とくに重要である。な
ぜなら、これは、強化物品を、たとえば射出成形のよう
な融通性のある作業で形成することを可能とし、射出成
形はスクリュー押出法を用いて供給材料を溶融しかつ均
一にし、繊維長さは驚ろくほどに高度に保持され、結局
物理的性質が向上するからである。こうして、本発明の
生成物は、スクリュー押出しを用いる成形加工法から成
形品を得ることを可能とし、この成形品は長さが少なく
とも3mmの繊維を少なくとも50重量%、好ましくは少
なくとも70重量%含有する。これは、商業的に入手で
きる強化された製品から通常に得られるものよりもかな
り長い。短かい長さのもの、すなわち2〜100mmの本
発明の強化生成物を溶融しかつ均質にすることによって
成形品を形成するための別の方法は、カレンダー加工に
よるものである。たとえば、シート製品はこの方法で製
造できる。
This aspect of the invention is of particular importance. This is because it allows the reinforced article to be formed in a flexible operation, such as injection molding, which uses a screw extrusion process to melt and homogenize the feed material, and the fiber length is It is surprisingly highly retained and eventually improves its physical properties. The product of the invention thus makes it possible to obtain moldings from a molding process using screw extrusion, which moldings contain at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, of fibers having a length of at least 3 mm. To do. This is significantly longer than what would normally be obtained from commercially available fortified products. Another method for forming shaped articles by melting and homogenizing short length, ie 2-100 mm, reinforcement products of the invention is by calendering. For example, sheet products can be manufactured in this way.

【0043】射出成形に適する本発明の生成物は、直接
使用するか、あるいは他の熱可塑性生成物のペレットと
ブレンドすることができる。これらの他の生成物は、分
子量が高い以外同じポリマーであることができ、あるい
は、異なるポリマーの存在が組成物の性質の全体のバラ
ンスに悪影響を及ぼさないかぎり、異なるポリマーであ
ることができる。他の生成物は、充填材のないポリマー
であってもよく、あるいは粒状または繊維状の充填材を
含有してもよい。常法で製造された強化成形用粉末、す
なわち長さが約0.25mmまでの強化用繊維を含む成形
用粉末を含有する材料とのブレンドは、とくに適当であ
る。なぜなら、短かい強化用繊維は、本発明の生成物か
ら提供される長い繊維ほど効果的に寄与しないが、ブレ
ンドの全体の強化用繊維の含量を高く保持できるからで
ある。
The products of the invention suitable for injection molding can be used directly or blended with pellets of other thermoplastic products. These other products can be the same polymer but of higher molecular weight, or they can be different polymers, as long as the presence of different polymers does not adversely affect the overall balance of composition properties. Other products may be unfilled polymers or may contain particulate or fibrous fillers. Blends with conventionally produced reinforcing molding powders, i.e. materials containing molding powders containing reinforcing fibers up to about 0.25 mm in length, are particularly suitable. This is because short reinforcing fibers do not contribute as effectively as the long fibers provided by the product of the present invention, but can maintain a high content of reinforcing fibers throughout the blend.

【0044】連続引出成形物の細断された形状は、同時
係属中の英国特許出願第8101822号に記載される
方法に対する供給原料としてもまた非常に有用である。
この英国特許出願の方法において、繊維強化成形品は、
少なくとも5mmの長さの繊維の担体として硬化可能な流
体を含む組成物を、ダイに通し、これによって、押出物
がダイを去るとき、繊維を緩和させて押出物を膨張し
て、繊維が不規則に分散している解放繊維構造物を形成
し、そして担体が流動状態にある間、製造された多孔質
構造物を圧縮して成形品にすることによって、製造され
る。
The shredded shape of continuous pultruded articles is also very useful as a feedstock for the process described in co-pending British Patent Application No. 8101822.
In the method of this British patent application, the fiber reinforced molded article is
A composition comprising a curable fluid as a carrier for fibers of at least 5 mm length is passed through a die so that as the extrudate leaves the die it relaxes the fibers and causes the extrudate to expand, leaving Produced by forming a regularly dispersed open fiber structure and compressing the manufactured porous structure into a molded article while the carrier is in a fluidized state.

【0045】「硬化可能な」という語は、押出しのとき
生ずる不規則な配向状態に、流体が繊維を保持するよう
な形態に流体が「固化」されることを意味する。こうし
て、たとえば、硬化可能な流体は、溶融状態で押出し、
次いでそれが凍結するまで冷却することによって固化す
る溶融した熱可塑性材料であることができる。好ましく
は、膨張した押出物は、多孔質押出物を成形品に圧縮す
る手段を有する型チャンバーの内部へ直接的に押出し、
そして、押出物が固化されるかあるいは固化する前、押
出し物を圧縮して成形品に加工する。
The term "curable" means that the fluid "solidifies" in a form such that it retains the fibers in the irregular orientation that occurs during extrusion. Thus, for example, the curable fluid is extruded in the molten state,
It can be a molten thermoplastic material that then solidifies by cooling until it freezes. Preferably, the expanded extrudate is extruded directly into the mold chamber which has a means of compressing the porous extrudate into a molded article,
Then, the extrudate is compressed or processed into a molded article before or after the extrudate is solidified.

【0046】この方法で形成した押出し物は、不規則に
分散した繊維を含有するので、成形品中の繊維の配向の
みが、圧縮プロセスの結果生じたものである。この方法
は、高い繊維の配合量、すなわち30容量%を上回る繊
維において使用できる。繊維の破断はほとんど起こらな
いので、製品のすべての方向において測定して、極めて
高い強度を有する成形品を得ることができる。
Since the extrudates formed in this way contain irregularly dispersed fibers, only the orientation of the fibers in the molding is the result of the compression process. This method can be used with high fiber loadings, ie, greater than 30% by volume. Since fiber breakage rarely occurs, molded articles with extremely high strength can be obtained, measured in all directions of the product.

【0047】本発明の引出成形生成物を少なくとも5m
m、好ましくは少なくとも10mmの長さに細断すること
によって得られるペレットが有利である。長さの上限
は、生成物を溶融する押出機へ供給する材料において直
面する問題の程度によって決定される。少なくとも50
mmまでの長さを用いることができるが、その長さが大き
いと、破断する繊維の量が増加するので、大きい繊維長
さの利点は、部分的に損なわれる。
At least 5 m of pultrusion product of the invention
Pellets obtained by chopping to a length of m, preferably at least 10 mm, are advantageous. The upper limit of length is determined by the degree of problems encountered in the material feeding the extruder that melts the product. At least 50
Lengths up to mm can be used, but the advantage of large fiber lengths is partly compromised, as their length increases the amount of fibers that break.

【0048】ロービングの適切なぬれを達成するため
に、比較的に低分子量のポリマー、たとえば、30Ns/
2 を下回り、好ましくは10Ns/m2 を下回る溶融粘
度のポリマーを使用することが必要であり、そして、こ
のような生成物がかかる高レベルの物理的性質をもつこ
とは驚ろくべきことであるが、本発明は、組成物中のポ
リマーの分子量を既知の方法により増加させるような後
続の処理工程を排除するわけではない。このような技術
として、縮合ポリマーの場合における固相重合、架橋剤
の使用または照射技術を包含する。架橋剤を使用して分
子量を増加する場合において、これらを組成物中に均質
に混合することが必要である。これは、それらが含浸の
間にすでに存在する場合にのみ実施可能であるが、この
ような場合において、ぬらす工程の完了前に架橋剤が活
性化されないように注意しなくてはならない。
In order to achieve proper wetting of the rovings, relatively low molecular weight polymers, eg 30 Ns /
below the m 2, preferably it is necessary to use a polymer of melt viscosity of less than 10 ns / m 2, and it is that should Odorokiroku having physical properties of high levels of such products is applied However, the present invention does not exclude subsequent processing steps such as increasing the molecular weight of the polymer in the composition by known methods. Such techniques include solid state polymerization in the case of condensation polymers, the use of cross-linking agents or irradiation techniques. When cross-linking agents are used to increase the molecular weight, it is necessary to mix them homogeneously in the composition. This can only be done if they are already present during the impregnation, but in such cases care must be taken that the crosslinkers are not activated before the completion of the wetting step.

【0049】[0049]

【実施例】以下、典型的な実施例を参照して本発明をさ
らに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではないことを理解されたい。実施例1 テレフタル酸の20重量%がイソフタル酸で置換されて
おり、そして下記の表1に記載する固有粘度値を有す
る、ポリエチレンテレフタレートのコポリマーを使用し
て、ほぼ290℃の温度の浴中でポリマー溶融物を調製
した。16000本の個々のフィラメントを含有するガ
ラスのロービングを、溶融したポリマー中を通して、浴
中に配置された1つのスプレダーの上を、30秒の浴中
滞留時間を与える30cm/分の速度で、引いた。含浸さ
れたロービングを浴壁中の直径3mmのダイを通して引
き、次いで冷却した。
The present invention will be described in more detail below with reference to typical examples. It should be understood that the present invention is not limited to these examples. Example 1 Using a copolymer of polyethylene terephthalate in which 20% by weight of terephthalic acid has been replaced by isophthalic acid and having the intrinsic viscosity values listed in Table 1 below, in a bath at a temperature of approximately 290 ° C. A polymer melt was prepared. A roving of a glass containing 16000 individual filaments was drawn through the molten polymer over one spreader placed in the bath at a rate of 30 cm / min giving a residence time in the bath of 30 seconds. It was The impregnated rovings were drawn through a 3 mm diameter die in the bath wall and then cooled.

【0050】溶融物の粘度とポリマー供給原料および強
化された組成物中のポリマーの固有粘度を測定した。繊
維のぬれの程度とボイド含量を、含浸された生成物の完
全にぬれた長さの重量を、未知のぬれの程度の生成物の
同じ長さと比較することによって、評価した。完全にぬ
れた対照材料は、完全に透明な生成物が得られるよう
に、低い粘度の溶融物を非常に遅い速度で引出成形する
ことによって得た。こうして、完全にぬれた標準を、透
明でありかつぬれに好適なパラメーターを最適にする条
件下で製造したところの試料であるとした。下記の表1
に記載したぬれの程度の値は、次の関係式から導びかれ
る:
The melt viscosity and the intrinsic viscosity of the polymer in the polymer feedstock and in the fortified composition were measured. The wettability and void content of the fibers were evaluated by comparing the weight of the fully wetted length of the impregnated product with the same length of product of unknown wettability. The completely wet control material was obtained by pultrusion of a low viscosity melt at a very slow rate so that a completely transparent product was obtained. Thus, the completely wet standard was taken to be the sample that was made under conditions that were transparent and optimized the parameters suitable for wetting. Table 1 below
The value of the degree of wetting described in is derived from the following relational expression:

【0051】[0051]

【数3】 (Equation 3)

【0052】ここで、M0 ,M1 そしてM2 は、それぞ
れ、前記定義に同じである。なお、ボイド含量(%)
は、先に示したように、ぬれの程度の値を100%から
減ずることによって得ることができる。生成物の強さ
は、64mmのスパンを横切って配置した3mmのロッドの
試料を曲げて破壊するのに要する力を測定することによ
って、評価した。得られた結果を次の表1に記載する。
Here, M 0 , M 1 and M 2 are the same as defined above. The void content (%)
Can be obtained by subtracting the value of the degree of wetting from 100%, as indicated above. Product strength was evaluated by measuring the force required to bend and break a sample of 3 mm rods placed across a 64 mm span. The results obtained are listed in Table 1 below.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】実施例2 実施例1において使用した0.45dl/gの固有粘度を
有するポリマーをある範囲の溶融物温度および引っ張り
通過速度にわたって評価した。得られた結果を次の表2
に記載する。
Example 2 The polymer used in Example 1 and having an intrinsic viscosity of 0.45 dl / g was evaluated over a range of melt temperatures and draw through rates. The results obtained are shown in Table 2 below.
Described in.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】実施例3 280℃において6Ns/m2 の溶融粘度を有するPET
ホモポリマーを、実施例1に記載するように、直径17
μmのフィラメントから構成されたガラス繊維を280
℃で使用して、単一スプレダー棒および30cm/分の線
速度を用いて、引出成形して、直径ほぼ3mmの引出成形
棒を得た。生成物のガラス含量は、浴へ供給するロービ
ング中のストランドの数を変えることによって変更し
た。曲げ弾性率および破壊時の力を、64mmのスパンを
用いてガラス含量の関数として決定した。得られた結果
を次の表3に記載する。
Example 3 PET having a melt viscosity of 6 Ns / m 2 at 280 ° C.
The homopolymer was prepared as described in Example 1 with a diameter of 17
280 glass fiber composed of μm filaments
Used at 0 ° C., pultruded using a single spreader rod and a linear velocity of 30 cm / min to give a pultruded rod of approximately 3 mm diameter. The glass content of the product was changed by changing the number of strands in the roving fed to the bath. Flexural modulus and force at break were determined as a function of glass content using a 64 mm span. The results obtained are listed in Table 3 below.

【0057】[0057]

【表3】 [Table 3]

【0058】これらの結果は、範囲が50〜65重量%
のガラス含有量において弾性率および強度が近似プラト
ーであることを示す。実施例4 コンベンショナルグレードのポリプロピレンは、より低
い剪断速度において100Ns/m2 を超える粘度を有
し、そして引出成形により好適に加工されない。たとえ
ば、“Propathene”HF11、すなわちポリ
プロピレンホモポリマーの溶融粘度は、低い剪断速度に
おいて280℃で約3000Ns/m2 であり、そして2
30℃で約10000Ns/m2 である。引出成形に適当
なポリマーを調製するために、“Propathen
e”HF11を0.1%のステアリン酸カルシウム、
0.1%の“Irganox”1010および0.5%
の“Luperco”101XL(“Luperco”
101XLは炭酸カルシウムとともに分散した有機過酸
化物である)と配合して、分解が起こるようにした。こ
の配合物を、30cm/分で単一スプレダーを使用して2
30℃および290℃の温度において引出成形した。2
30℃(溶融粘度30Ns/m2 )において、ぬれは劣っ
ていた。290℃(溶融粘度17Ns/m2 )において、
ぬれは適度であった。
These results show that the range is 50-65% by weight.
It is shown that the elastic modulus and the strength have an approximate plateau at the glass content of. Example 4 Conventional grade polypropylene has a viscosity above 100 Ns / m 2 at lower shear rates and is not suitably processed by pultrusion. For example, the melt viscosity of "Propathene" HF11, a polypropylene homopolymer, is about 3000 Ns / m 2 at 280 ° C. at low shear rates, and 2
It is about 10,000 Ns / m 2 at 30 ° C. In order to prepare polymers suitable for pultrusion, "Propathen"
e "HF11 with 0.1% calcium stearate,
0.1% "Irganox" 1010 and 0.5%
"Luperco" 101XL ("Luperco"
101XL was an organic peroxide dispersed with calcium carbonate) to allow decomposition to occur. This formulation is 2 at 30 cm / min using a single spreader.
Pultruded at temperatures of 30 ° C and 290 ° C. Two
Wetting was poor at 30 ° C. (melt viscosity 30 Ns / m 2 ). At 290 ° C (melt viscosity 17 Ns / m 2 ),
Wetting was moderate.

【0059】実施例5 相対粘度が0.3である“Victrex”ポリエーテ
ルスルホンの試料を、実施例3において使用したガラス
繊維とともに405℃、21cm/分において単一スプレ
ダーバーを用いて引出成形して(30Ns/m2 の溶融粘
度)、適度にぬれた引出成出物を得た。より低い温度に
おいて、粘度が高いとき、試料はぬれに劣っていた。
Example 5 A sample of "Victrex" polyether sulfone having a relative viscosity of 0.3 was pultruded with the glass fibers used in Example 3 at 405 ° C and 21 cm / min using a single spreader bar. (Melt viscosity of 30 Ns / m 2 ) reasonably wet drawn product was obtained. At lower temperatures, the samples were poorly wet when the viscosity was high.

【0060】実施例6 ロービングのぬれは、スプレダーバーの数により明りょ
うに影響を受け、そして、同じ作業条件の下で、スプレ
ダーの数の増加により、任意のぬれの程度について線速
度の増加を達成できる。実施例3において使用したガラ
ス繊維を、280℃でPETホモポリマーを使用し、単
一スプレダーおよび20cm/分の速度を用いて引出成形
して、完全にぬれた生成物(透明)を得た。これらの条
件下の浴中の滞留時間は、約30秒であった。3個のス
プレダーを使用すると、線速度を120cm/分に増加し
て、透明なよくぬれた引出成形物を得ることができた。
これらの条件下の滞留時間は、約10秒であった。
Example 6 Wetting of rovings was clearly affected by the number of spreader bars, and under the same working conditions, increasing the number of spreaders achieved an increase in linear velocity for any degree of wetting. it can. The glass fiber used in Example 3 was pultruded at 280 ° C. using PET homopolymer using a single spreader and a speed of 20 cm / min to give a completely wet product (clear). The residence time in the bath under these conditions was about 30 seconds. With three spreaders, the linear velocity could be increased to 120 cm / min and a clear, well-wet pultrusion could be obtained.
The residence time under these conditions was about 10 seconds.

【0061】実施例7 数種類のポリマーを実施例1の一般的手順に従って使用
して、16000本のフィラメントを含有するガラスロ
ービングから引出成形部分を製造した。ロービングを溶
融ポリマー内を1個のスプレダーバーの上を通して15
cm/分の速度で引いて、各場合に約65重量%のガラス
を含有する生成物を得た。使用したポリマー、用いた溶
融温度、それらの温度における溶融粘度および得られた
性質を次の表4に詳しく記載する。
Example 7 Several polymers were used according to the general procedure of Example 1 to make pultruded parts from glass rovings containing 16000 filaments. Pass roving through molten polymer over one spreader bar 15
Subtraction at a rate of cm / min gave in each case a product containing about 65% by weight of glass. The polymers used, the melting temperatures used, the melt viscosities at those temperatures and the properties obtained are detailed in Table 4 below.

【0062】[0062]

【表4】 [Table 4]

【0063】ポリエチレンテレフタレートの場合におい
て、引く速度を約15cm/分以上に増加して、物理的性
質へのボイド含量の影響を調べた。下記の表5に、製造
した直径3mmのロッドについて測定した性質を記録す
る。これらのデータが示すように、約5%より少ないボ
イド含量は、すぐれた性質を与える。
In the case of polyethylene terephthalate, the pulling speed was increased above about 15 cm / min and the effect of void content on physical properties was investigated. Table 5 below records the measured properties of the 3 mm diameter rods produced. As these data show, a void content of less than about 5% gives excellent properties.

【0064】[0064]

【表5】 [Table 5]

【0065】実施例8 炭素繊維で強化されたポリエーテルケトンの試料を、6
000本の個々のフィラメントを含有する炭素繊維のテ
ープを溶融したポリエーテルケトンの浴中を通して40
0℃の温度および25cm/分の速度で引くことによって
製造した。80GN/m2 の曲げ弾性率、1200MN/m
2 の破断応力および70MN/m2 の層間剪断応力を有す
る生成物が得られた。
Example 8 A sample of carbon fiber reinforced polyetherketone was
A carbon fiber tape containing 000 individual filaments was passed through a bath of molten polyetherketone to 40
It was prepared by drawing at a temperature of 0 ° C. and a speed of 25 cm / min. Flexural modulus of 80 GN / m 2 , 1200 MN / m
The product was obtained having a second breaking stress and 70 mN / m 2 of interlaminar shear stress.

【0066】実施例9 この実施例は、引出成形物の機械的性質が繊維の体積分
率および樹脂の種類とともにどのように変わるかを明ら
かにするためのものである。試料を固定した体積濃度で
比較した。ポリプロピレンを主成分とする複合体の低い
曲げ強さは、剛性に劣る樹脂の圧縮モードにおいて破壊
する傾向を反映する。ポリプロピレン樹脂は約1GN/m
2 のモジュラス(弾性率)を有するが、ポリエチレンテ
レフタレートは約2GN/m2 のモジュラスを有する。引
出成形物は、実施例1の一般手順に従い、好ましい粘度
レベル、約3Ns/m2 の樹脂を用いて製造した。
Example 9 This example is to demonstrate how the mechanical properties of pultruded moldings vary with fiber volume fraction and resin type. The samples were compared at a fixed volume concentration. The low flexural strength of polypropylene-based composites reflects the tendency of the less rigid resin to fracture in the compression mode. Polypropylene resin is about 1 GN / m
Has a second modulus (modulus of elasticity), polyethylene terephthalate has a modulus of about 2GN / m 2. Pultruded articles were prepared according to the general procedure of Example 1 with a preferred viscosity level of about 3 Ns / m 2 of resin.

【0067】[0067]

【表6】 [Table 6]

【0068】この実施例が示すように、高い圧縮強さを
必要とする用途に、高いモジュラスの樹脂が明らかにす
ぐれる。実施例10 PET中の64重量%のガラスの試料を引出成形して、
幅6mm×厚さ1.4mmのテープを作成した。このテープ
を再溶融し、直径45mmのフォーマー上に張力下に巻
き、フォーマー上で固め、次いで放冷した。冷却後、フ
ォーマーを抜き取ってフィラメントの巻物の管を得た。
4mmまでの厚さを異にする管をこのようにして巻いて形
成した。
As this example shows, high modulus resins are clearly superior for applications requiring high compressive strength. Example 10 A sample of 64 wt% glass in PET was pultruded to
A tape having a width of 6 mm and a thickness of 1.4 mm was prepared. The tape was remelted, wound under tension on a 45 mm diameter former, solidified on the former and then allowed to cool. After cooling, the former was pulled out to obtain a tube of wound filament.
Tubes of varying thickness up to 4 mm were wound and formed in this manner.

【0069】実施例11 64重量%のガラスを含有するPETを主成分とする直
径3mmの一軸配向引出成形試料を再溶融し、そして繊維
がらせん形になるように加撚した。これらの加撚したロ
ッドを曲げ試験し、そして剛性破壊力および破損までの
合計仕事を測定した。破損の合計仕事は、破損までの力
変形曲線の下の面積として決定し、そして、便宜上、こ
こで加撚していない対照試料の下の面積の関数として表
わす。
Example 11 A 3 mm diameter uniaxially oriented pultruded sample based on PET containing 64% by weight glass was remelted and twisted into a helical shape. These twisted rods were bend tested and the stiffness breaking force and total work to failure measured. The total work of failure was determined as the area under the force-deformation curve to failure and, for convenience, is expressed here as a function of the area under the untwisted control sample.

【0070】[0070]

【表7】 [Table 7]

【0071】上記の結果から認められるように、11°
において、剛性および破壊力のわずかに10%の減少が
存在し、一方破損までの合計仕事は30%増加して、性
質のバランスが改良される。23°において、剛性およ
び強さの両方は約60%減少し、そして破損の仕事は6
0%増加するだけである。これにより、最適な加撚は1
1°程度であることが示される。
As can be seen from the above results, 11 °
At, there is only a 10% reduction in stiffness and breaking force, while the total work to failure is increased by 30%, improving the balance of properties. At 23 ° both stiffness and strength are reduced by about 60% and the work of failure is 6
It only increases by 0%. Therefore, the optimum twisting is 1
It is shown to be about 1 °.

【0072】熱可塑性材料の引出成形物は、後成形を容
易に行うことができるため、このエネルギー吸収機構の
利点が得られるので、熱硬化性引出成形物よりも適当で
ある。実施例12 PET中に50容量%のガラス繊維を含有する直径3mm
の引出成形物を280℃で溶融し、次いで一緒に編組し
た。この編組した生成物は、一軸方向に整列した材料よ
りも剛性に劣るが、衝撃破損の試験において、より多く
のエネルギーを吸収した。
A pultruded article of a thermoplastic material is more suitable than a thermoset pultruded article because it allows the post-molding to be carried out easily and thus offers the advantage of this energy absorbing mechanism. Example 12 3 mm diameter containing 50% by volume of glass fibers in PET
Pultruded melts were melted at 280 ° C and then braided together. The braided product was less stiff than the uniaxially aligned material, but absorbed more energy in the impact failure test.

【0073】実施例13 PET中に50容量%(64重量%)のガラス繊維を含
む材料から形成した、ほぼ1.4mmの厚さおよび6mmの
幅の平らなテープを、解放(オープン)タビー織で一緒
に織った。得られた織物の4層を一緒に積み重ね、28
0℃で圧縮成形して3mmの厚さのシートを製造した。こ
のシートは、次のような性質を有した: * 多少低い値は、織物の自然の配向に対して45°の角
度において期待されるであろう。
Example 13 A flat tape approximately 1.4 mm thick and 6 mm wide formed from a material containing 50% by volume (64% by weight) glass fiber in PET was released into an open tabby weave. Weaved together. Stacking 4 layers of the resulting fabric together, 28
A sheet having a thickness of 3 mm was manufactured by compression molding at 0 ° C. This sheet had the following properties: * Slightly lower values would be expected at an angle of 45 ° to the natural orientation of the fabric.

【0074】実施例14 種々の引出成形物の試料を常用の射出成形物の型内に配
置し、そして相容性ポリマーをそれらのまわりに成形し
た。成形物は、増大した剛性および強さを有した。熱可
塑性引出成形物は、強化材のまわりに成形すべきポリマ
ーと完全に相容し得るポリマーを用いて製作できるの
で、この方法で成形品を強化する目的のためにとりわけ
適当である。
Example 14 Samples of various pultruded moldings were placed in conventional injection molding molds and compatible polymers were molded around them. The moldings had increased stiffness and strength. Thermoplastic pultruded moldings are particularly suitable for the purpose of strengthening the moldings in this way, since they can be produced with polymers which are completely compatible with the polymer to be molded around the reinforcement.

【0075】実施例15 PET中に65重量%のガラス繊維を含む材料を1cmの
長さに細断し、そしてPET中に30重量%の短かいガ
ラス繊維を含有する常法で配合された材料で、50/5
0基準で希釈した。この混合物を、標準の技術を用いて
射出成形して、ASTMバーを製造し、そしてPET中
に50重量%のガラス繊維を含有する常法で配合した材
料と、性質を比較した。
Example 15 A conventionally compounded material containing 65% by weight glass fiber in PET, chopped to a length of 1 cm, and containing 30% by weight short glass fiber in PET. And then 50/5
Diluted on a 0 basis. The mixture was injection molded using standard techniques to make ASTM bars and properties were compared to a conventionally compounded material containing 50% by weight glass fiber in PET.

【0076】[0076]

【表8】 [Table 8]

【0077】成形品の灰化部分を検査すると、長繊維の
大部分は成形作業を通じて保持されることが明らかにさ
れた。この予期されない性質は、細断された引出成形材
料中の低いボイド含量または繊維のポリマーによる高度
のぬれから生ずるものと信じられる。実施例16 60重量%のガラス繊維を含有するPETおよび60重
量%の炭素繊維を含有するPEEKを含む引出成形した
種々の試料を1cmの長さに切り、そして英国特許出願第
8101822号に記載されている方法に従い、成形し
た。この英国出願の方法において、膨張した強化材料を
短かい長さ、好ましくは長さゼロのダイに通す押出しに
より製造し、引き続いて圧縮成形して、60重量%の長
い繊維を含有する三次元の成形品を製造した。
Inspection of the ashed portion of the moldings revealed that the majority of long fibers were retained throughout the molding operation. It is believed that this unexpected property results from the low void content in the shredded pultrusion material or the high degree of wetting of the fibers by the polymer. Example 16 Various pultruded samples containing 60% by weight glass fiber containing PET and 60% by weight carbon fiber containing PEEK were cut into 1 cm lengths and described in British Patent Application No. 8101822. Molded according to the method described above. In the method of this UK application, the expanded reinforcing material is produced by extrusion through a short length, preferably zero length die, followed by compression molding to give a three dimensional product containing 60% by weight of long fibers. A molded product was produced.

【0078】引出成形された材料は、得られた高いレベ
ルのぬれが繊維を効果的に保護し、そして繊維の破断を
生ずる繊維間の摩耗を減少するので、この応用にとりわ
け適当である。実施例17 実施例1の手順に従い、280℃で3Ns/m2 の溶融粘
度を有するPETを使用し、ほぼ厚さ1.4mm×幅6mm
の冷却されたサイジングダイで約0.2m/分の線速度
で形成されたテープを製造した。
The pultruded material is particularly suitable for this application because the resulting high level of wetting effectively protects the fibers and reduces interfiber wear that results in fiber breakage. Example 17 Following the procedure of Example 1, using PET having a melt viscosity of 3 Ns / m 2 at 280 ° C., approximately 1.4 mm thick × 6 mm wide.
A tape formed at a linear velocity of about 0.2 m / min with a cooled sizing die of.

【0079】すべての商用ガラス繊維が、熱可塑性樹脂
を用いる引出成形に理想的であるというわけではない。
最も重要な差は、使用するサイズ系にある。いくつかの
商業的に入手できる等級を、結晶化度の効果の研究とあ
わせて、比較した。製造時、引出成形物は非結晶質であ
ったが、150℃に加熱することによって容易に結晶化
した。次の表9において、いろいろなガラスを使用した
すべての試料を64重量%のガラス繊維の同じ重量分率
で比較する。
Not all commercial glass fibers are ideal for pultrusion using thermoplastics.
The most important difference lies in the size system used. Several commercially available grades were compared, along with a study of the effect of crystallinity. At the time of production, the pultruded product was amorphous, but it was easily crystallized by heating to 150 ° C. In Table 9 below, all samples using different glasses are compared at the same weight fraction of 64% by weight glass fiber.

【0080】[0080]

【表9】 [Table 9]

【0081】高い剛性を与える結晶質の形態は、多くの
用途において好ましいが、層間の剪断応力(ILSS)
の高い値、好ましくは20MN/m2 より大きい値を保持
することが重要である。実施例18 高性能の複合材料は、高温における使用を可能とするた
めにしばしば必要とされる。PET中に実施例17にお
いて使用したガラスEの64重量%を含む材料を使用す
ると、結晶質の引出成形材料について高温において次表
に記載のような性質が測定された。
A crystalline morphology that provides high stiffness is preferred in many applications, but the shear stress between layers (ILSS)
It is important to keep high values of, preferably higher than 20 MN / m 2 . Example 18 High performance composite materials are often needed to enable use at high temperatures. Using a material containing 64% by weight of glass E used in Example 17 in PET, the properties as set forth in the following table were measured at elevated temperatures for crystalline pultrusion materials.

【0082】[0082]

【表10】 [Table 10]

【0083】実施例19 熱湯は、複合材料がその性質の保持を要求される一般的
な攻撃的環境である。実施例17において使用したガラ
ス繊維Eの64重量%を主成分とする試料をPETとと
もに引出成形し、そして95℃の水浴中にいろいろな時
間にわたって浸漬した。試料は、非結晶質および結晶質
の両方を試験した。性質は、時間とともに劣化し、層間
剪断強さ(ILSS)は最も敏感な性質であった。
Example 19 Hot water is a common aggressive environment where the composite material is required to retain its properties. A sample based on 64% by weight of the glass fiber E used in Example 17 was pultruded with PET and immersed in a 95 ° C water bath for various times. The samples were tested both amorphous and crystalline. Properties deteriorated over time, and interlaminar shear strength (ILSS) was the most sensitive property.

【0084】[0084]

【表11】 [Table 11]

【0085】いくつかの他のガラス系において、層間剪
断強さは、4時間の暴露後、10MN/m2 未満まで劣化
した。実施例20 耐疲れ性は、複合材料の使用性質のうちの重要なファク
ターである。よくぬれた引出成形物の試料を、PET中
に実施例17において使用したガラス繊維Eの64重量
%を含む材料を主成分として製造した。試料を曲げ試験
に供して、23°における応力/歪の関係を研究した。
得られた結果を次の表に記載する。
In some other glass systems, interlaminar shear strength deteriorated to less than 10 MN / m 2 after 4 hours of exposure. Example 20 Fatigue resistance is an important factor in the use properties of composite materials. A sample of a well-moistened pultruded article was prepared based on a material containing 64% by weight of the glass fiber E used in Example 17 in PET. The samples were subjected to a bending test to study the stress / strain relationship at 23 °.
The results obtained are given in the table below.

【0086】[0086]

【表12】 [Table 12]

【0087】試料は、1%の歪において直線の弾性限界
を有した。試料を、3点の曲げにおいて、70mmのスパ
ンを用いて1サイクル/2秒の速度で屈曲させた。サイ
クル数を、誘発されるべき有意の損傷(引出成形物の白
化により判断)について記録した。得られた結果を次の
表に記載する。
The sample had a linear elastic limit at 1% strain. The sample was bent at a rate of 1 cycle / 2 seconds using a 70 mm span in a 3-point bend. The number of cycles was recorded for significant damage to be induced (as judged by whitening of the pultrusion). The results obtained are given in the table below.

【0088】[0088]

【表13】 [Table 13]

【0089】試料に0.1%の歪において歪を加え、そ
して試料の性質を異なる履歴後に評価した。得られた結
果を次の表に記載する。
The samples were strained at 0.1% strain and the properties of the samples were evaluated after different histories. The results obtained are given in the table below.

【0090】[0090]

【表14】 [Table 14]

【0091】これらの試験には、圧縮および引張の両方
における疲れ履歴の間張力下にあった表面を有する試料
を評価することも含めた。これらの2つのモードにおい
て、差異は観察されなかった。引出成形物の性質は、こ
の疲れ履歴によって影響を受けなかった。実施例21 ほぼ1.4mmの厚さ×6mmの幅のテープの試料を、PE
T中に実施例17において使用したガラス繊維を含む材
料を主成分として製造した。ガラス含量を変更した。す
べての場合において、引出成形物は透明であった。
These tests also included evaluating samples with surfaces that were under tension during the fatigue history in both compression and tension. No difference was observed in these two modes. The properties of the pultrusions were not affected by this fatigue history. Example 21 A tape sample with a thickness of approximately 1.4 mm x a width of 6 mm was prepared using PE.
The material containing the glass fiber used in Example 17 in T was prepared as the main component. The glass content was changed. In all cases, the pultrusions were transparent.

【0092】[0092]

【表15】 [Table 15]

【0093】実施例22 高い線速度は、経済的生産のために高度に望ましい。P
ET中に実施例17において使用したガラス繊維Dの6
9重量%を含有する引出成形物を、5個のスプレダーバ
ーを含有する溶融浴を通して引出成形物を引くことによ
って形成した。よくぬれた引出成形物が次の速度におい
て得られ、そしてそれらの性質を曲げにおいて測定し
た。
Example 22 High linear velocities are highly desirable for economical production. P
6 of glass fiber D used in Example 17 during ET
A pultrudate containing 9% by weight was formed by drawing the pultrusion through a molten bath containing 5 spreader bars. Wet pultrusions were obtained at the following rates and their properties were measured in bending.

【0094】[0094]

【表16】 [Table 16]

【0095】実施例23 PET中に実施例17において使用したガラス繊維Eを
含む材料から、280℃において単一のスプレダーを用
いて、引出成形物を製作した。樹脂の粘度を変更した。
非常に低い粘度の樹脂を用いると、引出成形物を6mmの
幅×1.4mmの厚さに圧縮する成形段階において、多少
の樹脂が引出成形物から絞り出された。線速度を0.2
m/分に固定した。引出成形物を非結晶質および結晶質
の両方の形態において曲げ試験した。結晶質の形態を試
料を短時間150℃に加熱することによって得た。
Example 23 A pultrusion was made from the material containing glass fibers E used in Example 17 in PET at 280 ° C. using a single spreader. The viscosity of the resin was changed.
With the resin of very low viscosity, some resin was squeezed from the pultrusion during the molding stage, where the pultrusion was compressed to a width of 6 mm x a thickness of 1.4 mm. Linear velocity 0.2
It was fixed at m / min. The pultruded parts were bend tested in both amorphous and crystalline forms. The crystalline morphology was obtained by heating the sample to 150 ° C. for a short time.

【0096】[0096]

【表17】 [Table 17]

【0097】上記の結果から明らかなように、非常に低
い粘度の試料は、非結晶質の状態で有用な性質を与えた
が、結晶化すると、性質は劣化した。高い粘度におい
て、ガラスはぬれに劣った(それゆえ低い樹脂濃度を与
えた)。実施例24 実施例17において使用したガラス繊維Eのテープを、
単一のスプレダーの上で引出成形して(280℃におい
て3Ns/m2 の溶融粘度をもつPET中で)、よくぬれ
た、6mmの幅であるが、異なる量のガラスを混入するこ
とにより、厚さを変化させた、テープを得た。試験した
試料は、非結晶質であった。
As is evident from the above results, the very low viscosity samples provided useful properties in the amorphous state, but upon crystallization the properties deteriorated. At high viscosities, the glass was poorly wet (and thus gave a low resin concentration). Example 24 The tape of glass fiber E used in Example 17 is
By pultrusion on a single spreader (in PET with a melt viscosity of 3 Ns / m 2 at 280 ° C.) and mixing well wetted, 6 mm wide, but different amounts of glass, Tapes of varying thickness were obtained. The sample tested was amorphous.

【0098】[0098]

【表18】 [Table 18]

【0099】実施例25 異なる直径を有するガラス繊維をPETと一緒に引出成
形した。非結晶質で試験した試料は、次のような性質を
有した。
Example 25 Glass fibers having different diameters were pultruded with PET. The samples tested in amorphous had the following properties.

【0100】[0100]

【表19】 [Table 19]

【0101】実施例26 350℃で8Ns/m2 の溶融粘度を有するポリエーテル
スルホンを用いて、実施例17において使用したガラス
繊維Eを、単一のスプレダー系を使用し、0.2m/分
の線速度において、含浸した。次のような性質が得られ
た。
Example 26 The glass fiber E used in Example 17 is treated with polyethersulfone having a melt viscosity of 8 Ns / m 2 at 350 ° C. in a single spreader system at 0.2 m / min. Impregnation was performed at a linear velocity of. The following properties were obtained.

【0102】[0102]

【表20】 [Table 20]

【0103】実施例27 380℃で30Ns/m2 の溶融粘度を有するPEEKを
使用して、炭素繊維を単一スプレダーの引出成形装置に
おいて0.2m/分で含浸した。60重量%の炭素繊維
を含有する直径3mmのロッドが形成された。実施例28 コンベンショナルのガラス充填PET(固有粘度0.7
5のPETとともに押出配合することにより製造した短
繊維配合材料)からブレンドを調製し、そして10mmの
引出成形物に細断した(実施例3に従って製造した)。
これらのブレンドを射出成形して、厚さ1.5mm×幅1
0mmの長方形の側面のゲートから充填して、直径114
mm、厚さ3mmのディスクを形成した。これらの試料を計
装落錘衝撃試験において衝撃に暴露し、そして破損エネ
ルギーを記録した。
Example 27 Carbon fiber was impregnated at 0.2 m / min in a single spreader pultrusion apparatus using PEEK having a melt viscosity of 30 Ns / m 2 at 380 ° C. A rod with a diameter of 3 mm containing 60% by weight of carbon fibers was formed. Example 28 Conventional glass-filled PET (intrinsic viscosity 0.7
A blend was prepared from short fiber compound made by extrusion compounding with 5 of PET) and chopped into 10 mm pultruded parts (manufactured according to Example 3).
Injection molding of these blends, thickness 1.5mm x width 1
Filling from 0mm rectangular side gate, diameter 114
A disc having a thickness of 3 mm and a thickness of 3 mm was formed. These samples were exposed to impact in an instrumented drop weight impact test and the failure energy recorded.

【0104】[0104]

【表21】 [Table 21]

【0105】すべての試料は、同様な容易さで型に充填
された。なぜなら、引出成形物を製造するために使用し
たポリマーは短繊維の配合物の製造に使用したポリマー
よりも低い分子量であり、そしてこの低分子量のポリマ
ーは長繊維による流れの抵抗の増大を相殺したからであ
る。結果は、もろさに寄与することが通常期待されるポ
リマーの低分子量にかかわらず、長繊維充填材料の破損
エネルギーの増大を明りょうに示す。ことに、試験No.
2およびNo.4および繊維の同一の合計重量%を比較す
べきである。
All samples were filled into molds with similar ease. Because the polymer used to make the pultrusion was of lower molecular weight than the polymer used to make the short fiber blend, and this low molecular weight polymer offset the increased flow resistance due to long fibers Because. The results clearly show an increase in the failure energy of the long fiber filler material despite the low molecular weight of the polymer, which is usually expected to contribute to brittleness. Especially, the test No.
2 and No. 4 and the same total weight% of fibers should be compared.

【0106】さらに、短繊維の成形物は、衝撃を受けた
ときに裂けて、鋭いプラスチック片を飛びちらせるが、
重量分率の半分より大が長繊維であるとき、成形物は安
全な方法で破壊し、すべての破壊片は主要部分へ結合し
て残ったことが、認められた。試験後成形物を灰化する
と、長いガラス繊維の多くはそのもとの長さの大部分を
保持したことが明らかにされた。成形物中のもとの長さ
の繊維の50重量%よりかなり多くは、3mmより大きい
長さであった。
Further, the molded product of the short fibers is torn when an impact is applied to cause a sharp plastic piece to fly off.
It was observed that when more than half of the weight fraction was long fibers, the moldings broke in a safe manner and all the broken pieces remained bonded to the main part. Ashing the molding after testing revealed that many of the long glass fibers retained most of their original length. Significantly more than 50% by weight of the original length of fibers in the molding was greater than 3 mm.

【0107】また、試料を曲げ弾性率、異方性比、アイ
ゾッド衝撃強さ、および成形物中のポリマーの固有粘度
(IV)について評価した。下記の表22の値は、短か
い繊維の生成物に関しての、減少した異方性および良好
なノッチ付衝撃強さを示すものである。
The samples were also evaluated for flexural modulus, anisotropy ratio, Izod impact strength, and intrinsic viscosity (IV) of the polymer in the molding. The values in Table 22 below indicate reduced anisotropy and good notched impact strength for short fiber products.

【0108】[0108]

【表22】 [Table 22]

【0109】実施例29 各々が6000本の個々のフィラメントを含有する連続
炭素繊維(コートランド社から供給され、XASと表示
される炭素繊維)の14本のテープを、25cm/分の速
度で一系列の静止ガイドバーの上を引いて、約100ポ
ンド(45.4kg)の張力を有する約50mmの幅のバン
ドを形成した。繊維を案内して隣接関係にしたとき、そ
れらの繊維を直径12.5mmの単一の固定した加熱され
た円筒形バーの上において引いた。このバーの温度を約
380℃に維持した。この温度で20Ns/m2 の溶融粘
度をもつポリエーテルエーテルケトンの粉末を、炭素繊
維のバンドと固定ローラーとの間に形成されたニップへ
供給した。粉末は急速に溶融して、ニップ中に溶融物の
プールを形成し、この溶融物はローラーの上を通る繊維
のバンドを含浸した。この構造物を、追加量のポリマー
を加えないで、5個の追加の加熱されたバーの上と下に
通した。58容量%の炭素繊維を含有しかつ厚さが0.
125mmである炭素繊維強化シートを製造した。この生
成物は、次のような性質を有することがわかった。
Example 29 Fourteen tapes of continuous carbon fiber (carbon fiber supplied by Courtland, labeled XAS), each containing 6000 individual filaments, were drawn at a speed of 25 cm / min. The stationary guide bar of the series was pulled over to form a band about 50 mm wide having a tension of about 100 pounds (45.4 kg). When the fibers were guided into an abutting relationship, they were pulled on a single fixed heated cylindrical bar of diameter 12.5 mm. The temperature of the bar was maintained at about 380 ° C. A powder of polyetheretherketone having a melt viscosity of 20 Ns / m 2 at this temperature was fed into the nip formed between the band of carbon fibers and the fixed roller. The powder melted rapidly forming a pool of melt in the nip, which melt impregnated a band of fibers passing over a roller. The construction was passed over and under five additional heated bars without adding additional amounts of polymer. It contains 58% by volume of carbon fibers and has a thickness of 0.
A carbon fiber reinforced sheet of 125 mm was produced. The product was found to have the following properties.

【0110】 曲げ弾性率 130GN/m2 曲げ強さ 1400MN/m2 層間剪断強さ 90MN/m2 実施例30 実施例29の手順に従った。この実施例では、360℃
において3Ns/m2 の溶融粘度を有するポリエーテルス
ルホンを使用して、40容量%の炭素繊維を含有する強
化された生成物を製造した。ローラーの温度は、約36
0℃に維持した。この生成物は、80GN/m2 の曲げ弾
性率および700MN/m2 の曲げ強さを有した。
Flexural Modulus 130 GN / m 2 Flexural Strength 1400 MN / m 2 Interlaminar Shear Strength 90 MN / m 2 Example 30 The procedure of Example 29 was followed. In this example, 360 ° C
A polyether sulfone having a melt viscosity of 3 Ns / m 2 in was used to produce a reinforced product containing 40% by volume of carbon fiber. Roller temperature is about 36
Maintained at 0 ° C. The product had a flexural modulus and flexural strength of 700MN / m 2 of 80GN / m 2.

【0111】実施例31 実施例29の手順に従った。この実施例では、360℃
で800Ns/m2 の粘度を有する商業的に入手できるポ
リエーテルスルホンPES 200P(インペリアル・
ケミカカル・インダストリーズPLSから入手できる)
を使用した。ローラーの温度は、約360℃に維持し
た。44容量%の炭素繊維を含有する生成物が製造され
た。この生成物は、次のような性質を有した。
Example 31 The procedure of Example 29 was followed. In this example, 360 ° C
In Commercial having a viscosity of 800 ns / m 2 to available polyethersulfone PES 200P (Imperial
Available from Chemikacal Industries PLS)
It was used. The roller temperature was maintained at about 360 ° C. A product containing 44% by volume of carbon fiber was produced. The product had the following properties.

【0112】 曲げ弾性率 60GN/m2 曲げ強さ 500MN/m2 層間剪断強さ 25MN/m2 実施例32 実施例29の一般的手順に従った。この実施例では、連
続炭素繊維(“Courtaulds”XAS,6Kト
ウ)の14本のテープおよび370℃で30Ns/m2
溶融粘度を有するポリエーテルエーテルケトンを用いて
含浸シートを製造した。装置において、各直径が12.
5mmである5本の円筒形バーを380℃に加熱した。1
4本のテープを張力下に引いて幅50mmのバンドを形成
し、このバンドを、縦軸を水平にした最初の2本のバー
により形成した調整可能なニップ中に通した。このバン
ドを引き続いて、縦軸を同様に水平にした3本の追加の
加熱されたバーの下と上に通した。最初の2本のバーを
使用してニップを形成し、これによってポリマーをバン
ドの両側に供給できるようにした。ポリマーのこぼれを
防ぐために、2枚の保持用金属シートを2本の加熱され
たバーに接触させかつバーの長さに沿って配置して、供
給トラフを形成した。最初の2本の加熱されたバーを通
過するバンドの両側にポリマーの粉末を供給した。粉末
は急速に溶融して、バンドの両側と各加熱バーとの間に
形成された2つのニップにおいて溶融物のプールを形成
した。最初の2本のバーの間のギャップを調整して、引
っ張り速度が0.5m/分であるとき、炭素繊維がポリ
マーで被覆され、そして生ずる含浸されたテープがほぼ
60重量%の炭素繊維と40重量%のポリマーを含有す
るようにした。繊維含量の調整は、いくつかの方法で達
成できることがわかった。
Flexural Modulus 60 GN / m 2 Flexural Strength 500 MN / m 2 Interlaminar Shear Strength 25 MN / m 2 Example 32 The general procedure of Example 29 was followed. In this example, an impregnated sheet was made using 14 tapes of continuous carbon fiber ("Coultaulds" XAS, 6K tow) and polyetheretherketone having a melt viscosity of 30 Ns / m 2 at 370 ° C. In the device, each diameter is 12.
Five cylindrical bars of 5 mm were heated to 380 ° C. 1
The four tapes were pulled under tension to form a band 50mm wide, which was passed through the adjustable nip formed by the first two bars with the ordinate horizontal. This band was subsequently passed under and over three additional heated bars with the vertical axis also horizontal. The first two bars were used to form a nip so that the polymer could be fed to both sides of the band. To prevent polymer spillage, two retaining metal sheets were placed in contact with and along the length of the two heated bars to form a feed trough. Polymer powder was fed to both sides of the band passing through the first two heated bars. The powder melted rapidly forming a pool of melt in two nips formed between the sides of the band and each heating bar. Adjusting the gap between the first two bars, the carbon fiber was coated with polymer when the pulling speed was 0.5 m / min, and the resulting impregnated tape contained about 60% by weight of carbon fiber. It contained 40% by weight of polymer. It has been found that adjusting the fiber content can be achieved in several ways.

【0113】1.ニップのギャップを変えること、 2.予備張力を変えること、 3.ニップへのフィラメントの供給本数を変えること、 4.粉末の供給速度を変えること、 5.ニップにおけるバーの温度を変えること(この実施
例において使用した樹脂では、好ましい温度範囲は、分
解のために、400℃以下であり、そして結晶化の開始
のために360℃以上であった)、 6.引っ張り速度を変えること。 このように形成したテープは、よくぬれているように見
え、そして約0.1mmの厚さであった。
1. 1. Change the nip gap, 2. changing the pre-tension, 3. Change the number of filaments supplied to the nip, 4. changing the feed rate of the powder, Changing the temperature of the bar in the nip (for the resin used in this example the preferred temperature range was below 400 ° C. for decomposition and above 360 ° C. for the onset of crystallization), 6. Change the pulling speed. The tape thus formed appeared well-wetted and was about 0.1 mm thick.

【0114】実施例33 実施例32に記載するテープを150mmの長さに切断
し、そしてマッチドダイ圧縮成形機内に積み重ねた。こ
の成形機を常用の実験室用プレス内で380℃に加熱
し、そして成形物が2〜5×106 N/m2 の圧力を受
けるように圧縮した。この成形物を10分間その圧力に
保持し(型および試料が平衡温度に到達するまで、その
時間の半分を要した)、次いでプレスからの取り出し前
に加圧下に150℃に冷却した。冷却段階はほぼ20分
を要した。型を周囲温度に冷却し、次いで成形物を取り
出した。
Example 33 The tape described in Example 32 was cut to a length of 150 mm and stacked in a matched die compression molding machine. The molding machine was heated to 380 ° C. in a conventional laboratory press and compressed so that the moldings received a pressure of 2-5 × 10 6 N / m 2 . The molding was held at that pressure for 10 minutes (it took half the time for the mold and sample to reach equilibrium temperature) and then cooled to 150 ° C. under pressure before being removed from the press. The cooling step took approximately 20 minutes. The mold was cooled to ambient temperature and the molding was removed.

【0115】上記のようにして、厚さが0.5mm(4プ
ライ)〜4mm(38プライ)の範囲である成形物が形成
された。成形作業中、少量のポリマーをフラッシュとし
て型から絞り出し、その結果成形物はもとのテープ中の
60重量%に比べて62重量%の炭素繊維を含有した。
次いで、成形物をダイヤモンドのウエハーのこぎりで切
断して、曲げ技術による機械的試験に適当な試料を形成
した。次のような結果が得られた。
Moldings having a thickness in the range of 0.5 mm (4 plies) to 4 mm (38 plies) were formed as described above. During the molding operation, a small amount of polymer was squeezed out of the mold as a flash so that the molding contained 62% by weight of carbon fibers compared to 60% by weight in the original tape.
The moldings were then sawed with a diamond wafer saw to form a sample suitable for mechanical testing by the bending technique. The following results were obtained.

【0116】 試 料 性 質 スパン/深さの比 曲げ弾性率 70:1 130 GN/m2 曲げ弾性率 30:1 115 (6)GN/m2 曲げ強さ 30:1 1191(55)MN/m2 横方向の曲げ強さ 5:1 98(11)MN/m2 層間の剪断強さ 5:1 81 (4)MN/m2 (カッコ内の数字は標準偏差を示す)実施例34 実施例32と同じ装置を用い、テープのある部分におい
て供給を少なくし、他の部分において供給を多くするこ
とによって、いくつかのぬれに劣るテープを製造した。
テープの全体の繊維含量は実施例4と同一であるが、多
くの解放された繊維はテープの表面上に現われ、他の領
域は樹脂に富んでいた。
[0116] specimen of electrolyte span / depth ratio value flexural modulus 70: 1 130 GN / m 2 Flexural modulus 30: 1 115 (6) GN / m 2 Flexural strength 30: 1 1191 (55) MN / M 2 Bending strength in lateral direction 5: 1 98 (11) MN / m 2 Shear strength between layers 5: 1 81 (4) MN / m 2 (Numbers in parentheses indicate standard deviation) Example 34 Using the same equipment as in Example 32, some less wettable tapes were made by using less feed in some parts of the tape and more feed in other parts.
The total fiber content of the tape was the same as in Example 4, but much of the released fiber appeared on the surface of the tape and other areas were resin rich.

【0117】1つのテープのぬれに劣る領域が次のテー
プの樹脂に富んだ領域に隣接して配置されるように注意
して、これらのテープを実施例33に記載するように積
み重ね、成形した。成形物を目視的に検査すると、実質
的にぬれない領域が残り、そして解放された繊維は表面
から容易に引くことができた。これらの成形物の機械的
性質は実施例33において認められた性質に劣ってお
り、そしてとくに層間剪断強さは変化し、そして10MN
/m2 の低い値(よくぬれた試料についての81に比べ
て)は共通であった。
The tapes were stacked and molded as described in Example 33, taking care that the less wetted areas of one tape were located adjacent to the resin-rich area of the next tape. . Visual inspection of the molding left a substantially non-wettable area and the released fibers could be easily pulled from the surface. The mechanical properties of these moldings were inferior to those found in Example 33, and in particular the interlaminar shear strength varied and 10 MN
Low values of / m 2 (compared to 81 for well-wetted samples) were common.

【0118】この実施例が示すように、繊維のぬれは主
として含浸段階において主として起こり、二次の成形段
階で起こらない。しかしながら、圧力を高くしかつ滞留
時間を長くすると、ある程度のぬれを達成できるであろ
うと、信じられる。実施例35 実施例29において作製したテープを裂いてほぼ15mm
の幅のテープを形成し、そしてこれらのテープをタビー
織(百科辞典ブリカニカの織物の項に記載されている)
で織って、ほぼ150mm平方のシートを形成した。
As this example shows, wetting of the fibers occurs predominantly during the impregnation stage and not during the secondary molding stage. However, it is believed that higher pressures and longer residence times could achieve some wetting. Example 35 The tape prepared in Example 29 was torn to give a thickness of about 15 mm.
Width tapes, and these tapes in tabby weave (as described in the Encyclopedia Bricanica Textiles section)
Was woven into a sheet approximately 150 mm square.

【0119】実施例36 実施例35に記載した単一の織ったシートを実施例33
に記載するように圧縮成形したが、ただし成形は側壁を
拘束しないでアルミニウムシートの間で単に実施した。
成形物は、厚さ0.2mmの平らなシートであった。追加
の実験において、実施例7に記載するような5枚の織っ
たシートを、各層がその上と下の層に対して±45°で
配向するように、一緒に層状に重ね合わせた。この積層
体を、側壁を拘束しないで、圧縮成形して厚さ1mmのシ
ートを形成した。直径135mmのディスクをこのシート
から切り取り、そしてこのディスクの剛性および強さを
C.J.ホーリー(Hooley)およびS.ターナー
(Turner)が記載する技術(Mechanica
l Testing ofPlastics,Inst
itute of Mechanical Engin
eers,June/July 1979,Autom
otive Engineer)に従い、ディスク曲げ
試験および自動化された落錘衝撃試験を用いて測定し
た。
Example 36 The single woven sheet described in Example 35 is used in Example 33.
Was compression molded as described in Example 1 except that the molding was simply performed between aluminum sheets with the sidewalls unconstrained.
The molding was a flat sheet with a thickness of 0.2 mm. In an additional experiment, five woven sheets as described in Example 7 were layered together so that each layer was oriented ± 45 ° with respect to the layers above and below it. This laminate was compression-molded without constraining the side wall to form a sheet having a thickness of 1 mm. A 135 mm diameter disc was cut from this sheet and the stiffness and strength of the disc was measured by C.I. J. Hooley and S.H. Technology described by Turner (Mechanica)
l Testing of Plastics, Inst
itute of Mechanical Engineering
eers, June / Jully 1979, Autom
It was measured using a disk bending test and an automated falling weight impact test according to the Active Engineer).

【0120】板の曲げ剛性は50GN/m2 の最大値およ
び36GN/m2 の最小値を有した。シートの耐衝撃性
は、次のとおりであった: 初期エネルギー 1.7(0.3)J 破損エネルギー 6.6(1.1)J (カッコ内の標準偏差である) 最大の剛性の線に沿って切った平行の側面を有する試料
を、通常の曲げ試験において測定して、次のような結果
を得た。
[0120] bending stiffness of the plate had a maximum value and the minimum value of the 36GN / m 2 of 50GN / m 2. The impact resistance of the sheet was as follows: initial energy 1.7 (0.3) J failure energy 6.6 (1.1) J (standard deviation in parentheses) line of maximum stiffness. A sample with parallel sides cut along it was measured in a normal bending test with the following results.

【0121】 曲げ弾性率 51GN/m2 曲げ強さ 700GN/m2 実施例37 直径135mmおよび厚さ1mmのディスクを実施例36の
手順に従って製造し、そしてこのディスクの表面にわた
って均一に分散した3Jの19回の衝撃に付した。これ
らの衝撃は多少の剥離を起こしたが、損傷した成形物は
凝着性を維持した。
Flexural Modulus 51 GN / m 2 Flexural Strength 700 GN / m 2 Example 37 Disks with a diameter of 135 mm and a thickness of 1 mm were prepared according to the procedure of Example 36, and 3 J of 3 J distributed evenly over the surface of this disk. It was subjected to 19 shocks. These impacts caused some delamination, but the damaged moldings remained cohesive.

【0122】次いで、損傷したディスクを再成形し、次
いで実施例36に記載のように試験した。次のような結
果が得られた。 損傷し、再成 もとのもの 形したもの (実施例5) 曲げ剛性(最大) 51GN/m2 50GN/m2 曲げ剛性(最小) 37GN/m2 36GN/m2 衝撃 初期 1.9(0.1)J 1.7(0.3)J 衝撃 破損 6.5(2.8)J 6.6(1.1)J (カッコ内は標準偏差である) 容易に理解されるように、上記した結果には有意差が存
在しない。
The damaged disc was then reshaped and then tested as described in Example 36. The following results were obtained. Damaged and reformed Original shape (Example 5) Bending rigidity (maximum) 51GN / m 2 50GN / m 2 Bending rigidity (minimum) 37GN / m 2 36GN / m 2 Impact initial 1.9 (0 .1) J 1.7 (0.3) J Impact damage 6.5 (2.8) J 6.6 (1.1) J (standard deviation in parentheses) As can be easily understood, There is no significant difference in the above results.

【0123】この実施例が示すように、部分的損傷後、
性質は完全に再生する。実施例38 実施例37におけるように製造した損傷したディスク
は、計装落錘衝撃試験を用いる5回の衝撃で破壊した。
損傷は、衝撃子の断面より非常に大きくはない領域に局
在化し、そしてすべての破壊した部分は成形物の本体に
結合したままであった。
As this example shows, after partial damage,
Nature fully regenerates. Example 38 A damaged disk prepared as in Example 37 was ruptured with 5 impacts using the instrument drop weight impact test.
The damage was localized to a region that was not much larger than the cross section of the impactor, and all the fractured parts remained bonded to the body of the molding.

【0124】次いで、この破壊した成形物を再成形し、
そして新らしい衝撃が前に破壊されたスポットに向けら
れるように注意して、衝撃試験を実施した。次のような
結果が得られた。 初期エネルギー 1.8(0.4)J 破損エネルギー 4.6(0.8)J (カッコ内の標準偏差である) 実施例33および34の結果と比較することにより、上
記の結果は、最も悪い起こりうる場合において、もとの
強さのほぼ70%を記録できることを示す。
Then, the destroyed molded product is remolded,
The impact test was then carried out, taking care to direct the new impact to the previously destroyed spot. The following results were obtained. Initial energy 1.8 (0.4) J Failure energy 4.6 (0.8) J (standard deviation in parentheses) By comparing with the results of Examples 33 and 34, the above results show that It shows that in bad cases, almost 70% of the original strength can be recorded.

【0125】実施例39 実施例36に従って製造した直径135mm、厚さほぼ1
mmのディスクを380℃に加熱し、次いで直径200mm
の常温半球型の雌型の半分内に配置した。この型の雄型
の半分を手で下にプレスし、100mmの曲率半径を有す
る半球の部分を形成した。直径約100mmまでの部分
(一部分を形成する球の中心から約60°の立体角が張
る)は二重の曲率によく合致するが、この領域の外部に
多少のくねりが起こった。
Example 39 Diameter 135 mm made according to Example 36, thickness approximately 1
mm disc heated to 380 ° C, then 200 mm in diameter
Was placed in half of the normal temperature hemispherical female mold. Half of the male mold of this mold was pressed down by hand to form a hemispherical part having a radius of curvature of 100 mm. Portions up to about 100 mm in diameter (with a solid angle of about 60 ° from the center of the sphere forming a part) fit the double curvature well, but some waviness occurred outside this region.

【0126】実施例40 幅5mmのテープから5枚の朱子織(百科辞典ブリタニカ
の織物の項に記載されている)を用いて織ったシートを
製造した。乾燥状態において、この織物は、二重にわん
曲した表面にきわめてすぐれた構成を与え、織物中に孔
を形成しなかった。5層の準等方性のシートを製造し、
そして実施例36に記載するように成形した。この1mm
の厚さのシートを次いで380℃に加熱し、次のものを
含む種々の常温表面に対して成形した: 1.直角、 2.25mmの曲率半径を有する円筒形表面、 3.15mmの曲率半径を有する球形表面。
Example 40 A woven sheet was prepared from 5 mm wide tape using 5 satin weaves (described in the Britannica Encyclopedia Textiles section). In the dry state, this fabric gave a doubly curved surface a very good composition and did not form pores in the fabric. Manufactures a five-layer quasi-isotropic sheet,
It was then molded as described in Example 36. This 1mm
Sheets of the following thickness were then heated to 380 ° C. and molded against various cold surfaces including: Right angle, cylindrical surface with radius of curvature 2.25 mm, spherical surface with radius of curvature 3.15 mm.

【0127】上記1および2の場合において良好な合致
が得られた。二重の曲率について、球の中心から張る6
0°の立体角まで良好な合致が得られた(これは、実施
例39の実験に類似するが、シートの厚さに関してより
きつい曲率半径においてである)。最も大きい構造物は
おだやかな二重曲率のみを要するが、きつい曲率に対し
ては狭い織りを必要として、とくに朱子織において、織
物工業の一般的経験に従い広いタビー織よりも好まし
い。
Good agreement was obtained in cases 1 and 2 above. For double curvature, stretch from the center of the sphere 6
Good agreement was obtained up to a solid angle of 0 ° (which is similar to the experiment of Example 39, but at a tighter radius of curvature with respect to the thickness of the sheet). The largest structures require only a gentle double curvature, but a tight weave requires a narrow weave, which is preferred over wide tabby weaves, especially in satin weaves, according to the general experience of the textile industry.

【0128】実施例41 幅2mm、厚さ0.1mmのテープから1枚の40mm平方の
材料を織った(タビー織)。この材料のシートの成形適
性を、実施例35に記載する広いテープの織物のそれと
比較した。狭いテープは形状変化に容易に適合できた。
これらの2種類の織物から形成した成形シートは、性質
が表面的に類似して見えた。
Example 41 One 40 mm square material was woven from a tape having a width of 2 mm and a thickness of 0.1 mm (tabby weave). The formability of a sheet of this material was compared to that of the wide tape fabric described in Example 35. The narrow tape could easily adapt to shape changes.
Molded sheets formed from these two fabrics appeared superficially similar in nature.

【0129】普通の織物技術を使用することを目的とし
て、狭いテープが実際に用いられるであろうと思われ
る。実施例42 実施例32において形成したテープを重ねて、各層が異
なる配向をもつ多層複合材料を形成するように試みた。
テープは、形成したばかりのとき、室温において「粘着
性」ではないので、層は配置および成形作業の間に互い
に関して動く傾向をもっていたので、繊維は最終成形物
において設計した立体配置に配向しなかった。この問題
は、はんだゴテで層を一緒に局所的に粘着することによ
って、部分的に克服された。このようにして成形を行う
とき、シートは側壁を拘束して、繊維が側方に流れかつ
設計した配向のパターンを乱すのを防いで、成形しなく
てはならなかった。
It is believed that narrow tapes may actually be used for the purpose of using conventional textile techniques. Example 42 The tapes formed in Example 32 were stacked to try to form a multilayer composite with each layer having a different orientation.
Since the tape was not "sticky" at room temperature when freshly formed, the layers tended to move with respect to each other during the placement and molding operations, so the fibers did not orient in the designed configuration in the final molding. It was This problem was partially overcome by locally tacking the layers together with a soldering iron. When molded in this manner, the sheet had to be molded by constraining the sidewalls to prevent the fibers from flowing laterally and disturbing the pattern of the designed orientation.

【0130】これとは対照的に、織ったシートは取り扱
いが便利でありかつ容易であり、そしてインターロック
する組織自体が繊維の横方向の動きを防ぐので、側壁を
拘束しないで成形を行うことができた。側壁を拘束しな
いで好ましいシートを形成できる能力は、二重バンドの
プレスのような方法による連続シートの製作を考えると
き、ことに有利である。
In contrast, woven sheets are convenient and easy to handle, and the interlocking tissue itself prevents lateral movement of the fibers, so molding is performed without constraining the sidewalls. I was able to. The ability to form a preferred sheet without constraining the sidewalls is particularly advantageous when considering the production of continuous sheets by methods such as double band pressing.

【0131】実施例43 実施例35による織ったシートを重ね、成形して、各層
がその上と下の層に対して±45°で存在する、異なる
厚さのシートを形成した。これらのシートの衝撃挙動
を、計装落錘衝撃試験により決定した。得られた結果を
次の表に記載する。
Example 43 The woven sheets of Example 35 were stacked and molded to form sheets of different thickness, each layer being at ± 45 ° with respect to the layers above and below it. The impact behavior of these sheets was determined by an instrumentation drop weight impact test. The results obtained are given in the table below.

【0132】[0132]

【表23】 [Table 23]

【0133】実施例44 実施例32の手順に従い、ポリエーテルスルホン“Vi
ctrex”200Pおよび炭素繊維(Courtau
lds XAS,N.サイズ)からテープを製造した。
このポリマーは350℃で800Ns/m2 、そして40
0℃で100Ns/m2 の溶融粘度を有した。スプレダー
を約370〜380℃にコントロールし、そして引っ張
り速度を0.2m/分とした。この樹脂の高い粘度のた
め、テープは実施例32に記載するものほどよくぬれな
かった。樹脂含量をわずかに増加させて、最終テープが
50重量%の炭素繊維と50重量%の樹脂を含有するよ
うにした。
Example 44 Polyethersulfone "Vi" was prepared according to the procedure of Example 32.
ctrex "200P and carbon fiber (Courtau
lds XAS, N.I. Size) to tape.
This polymer has 800 Ns / m 2 at 350 ° C., and 40
It had a melt viscosity of 100 Ns / m 2 at 0 ° C. The spreader was controlled at about 370-380 ° C and the pulling speed was 0.2 m / min. The tape did not wet as well as described in Example 32 due to the high viscosity of this resin. The resin content was increased slightly so that the final tape contained 50 wt% carbon fiber and 50 wt% resin.

【0134】試料を実施例33に記載するように形成し
て、次の性質を有する一軸方向に配向したシートを形成
した: 曲げ弾性率 60GN/m2 曲げ強さ 500MN/m2 横方向の曲げ強さ 20MN/m2 層間剪断強さ 26MN/m2 次いで、テープを実施例35および36に従って織り、
重ね、そして成形して、次のような性質を有する、ほぼ
1mmの厚さのシートを形成した: 曲げ剛性(最大) 24GN/m2 曲げ剛性(最小) 21GN/m2 衝撃エネルギー(初期) 2.9(0.3)J 衝撃エネルギー(破損) 7.1(0.3)J (カッコ内は標準偏差である) 破壊したシートを再成形し、そしてもとの衝撃損傷と同
じスポットにおいて試料が衝撃されるように注意して、
再試験した。
A sample was formed as described in Example 33 to form a uniaxially oriented sheet having the following properties: Flexural modulus 60 GN / m 2 Flexural strength 500 MN / m 2 Transverse bending Strength 20 MN / m 2 Interlaminar Shear Strength 26 MN / m 2 The tape was then woven according to Examples 35 and 36,
The sheets were laminated and molded to form a sheet having a thickness of approximately 1 mm and having the following properties: Bending rigidity (maximum) 24 GN / m 2 Bending rigidity (minimum) 21 GN / m 2 Impact energy (initial) 2 .9 (0.3) J Impact Energy (Failure) 7.1 (0.3) J (standard deviation in parentheses) Reformed broken sheet and sample at same spot as original impact damage Be careful not to shock
Retested.

【0135】再成形したシートの曲げ剛性はもとのシー
トのそれより10%低かったが、衝撃抵抗はもとの値の
60%に減少した。実施例45 350℃で8Ns/m2 の溶融粘度を有するポリエーテル
スルホンを使用して、炭素繊維のテープを含浸した。前
記の炭素繊維は、溶液サイジング法により5重量%のポ
リエーテルスルホンで前もってサイジングされていた。
この試料は、それを350℃に加熱された4つのスプレ
ダーの上を0.2m/分の速度で引くことによって、含
浸した。最終の複合材料は、47重量%の炭素繊維を含
有した。試料を実施例30に従って成形し、そして試験
して、次のような結果を得た: 曲げ弾性率 85GN/m2 曲げ強さ 680MN/m2 層間剪断強さ 50MN/m2 この試料は、実施例44において使用したものよりも低
い分子量のポリマーから製造したが、複合材料の性質は
すぐれていることが認められる。
The flexural rigidity of the reformed sheet was 10% lower than that of the original sheet, but the impact resistance was reduced to 60% of its original value. Example 45 Polyethersulfone having a melt viscosity of 8 Ns / m 2 at 350 ° C. was used to impregnate a tape of carbon fibers. The carbon fibers were previously sized with 5% by weight of polyethersulfone by the solution sizing method.
This sample was impregnated by pulling it over four spreaders heated to 350 ° C. at a speed of 0.2 m / min. The final composite material contained 47% by weight carbon fibers. A sample was molded and tested according to Example 30 with the following results: flexural modulus 85 GN / m 2 flexural strength 680 MN / m 2 interlaminar shear strength 50 MN / m 2 This sample was run. Although made from a lower molecular weight polymer than that used in Example 44, it is noted that the composite has excellent properties.

【0136】実施例46 ガラスのロービングをポリエチレンテレフタレート(2
70℃で3Ns/m2 の溶融粘度)で、実施例32に記載
する手順に従うが但し280〜300℃のバーを用い
て、含浸した。80重量%までのガラス繊維が満足に混
入して、すぐれたぬれを与えることができた。60重量
%のガラスにおいて、5m/分の線速度は0.1mmの厚
さのテープについて容易に達成された。
Example 46 A glass roving made of polyethylene terephthalate (2
Impregnation was carried out at 70 ° C. with a melt viscosity of 3 Ns / m 2 ) according to the procedure described in Example 32, but using a 280-300 ° C. bar. Up to 80% by weight of glass fibers were satisfactorily incorporated to give excellent wetting. At 60% by weight glass, a linear velocity of 5 m / min was easily achieved for a tape with a thickness of 0.1 mm.

【0137】実施例47 ガラスのロービングを270℃で10Ns/m2 の溶融粘
度のポリプロピレンで、実施例32と同じ装置を使用す
るが但しバーを270℃に維持して、含浸した。50重
量%のガラス繊維において、非常によくぬれた0.1mm
の厚さのテープが得られ、これはポリプロピレンから作
った管および他の部分をオーバーラップするためにこと
に有用であった。
Example 47 A glass roving was impregnated with polypropylene having a melt viscosity of 10 Ns / m 2 at 270 ° C., using the same equipment as in Example 32, but maintaining the bar at 270 ° C. Very wet 0.1 mm at 50% by weight of glass fiber
Thickness of tape was obtained, which was especially useful for overlapping tubes and other parts made from polypropylene.

【0138】実施例48 ヒドロキシナフトエ酸、テレフタル酸およびヒドロキノ
ンの残基を含有し、そして320℃で溶融粘度が7Ns/
2 である、熱互変ポリエステルで、炭素繊維(“Ce
lion”6Kおよび3Kのトウ)を含浸した。装置は
実施例32に記載するものと同一であったが、但しバー
を320℃に維持した。62重量%の炭素繊維を含有す
る0.1mmの厚さのテープは、すぐれた外観を有した。
Example 48 Contains residues of hydroxynaphthoic acid, terephthalic acid and hydroquinone and has a melt viscosity at 320 ° C. of 7 Ns /
m 2 is a thermochromic polyester, carbon fiber (“Ce
lion "6K and 3K tow). The equipment was identical to that described in Example 32, except that the bar was maintained at 320 ° C. 0.1 mm containing 62% by weight carbon fiber. The thick tape had an excellent appearance.

【0139】実施例49 過剰の樹脂を含むある材料を含めて、実施例32〜38
から製造した種々のスクラップ材料片を破壊し、そして
通常のスクリュー押出機へ供給し、そして配合して、粒
体を形成した。粒体は0.25mmまでの厚さの炭素繊維
を含有した。これらの粒体を、普通の成形技術に従い、
充填PEEKについて標準の作業条件下に、射出成形し
た。成形物は、次表に記載のような性質を有した。ま
た、これらの性質を、普通の配合作業により製造した、
最良の入手可能な商用等級の炭素繊維充填PEEKの性
質と比較する: スクラップ配合物 最良の商用等級 炭素繊維の重量% 55 30 モジュラス 32GN/m2 13GN/m2 引張強さ 250MN/m2 190MN/m2 表面品質 すぐれる すぐれる この実施例から明らかなように、本発明の生成物を普通
の加工法用の生成物に変えることができ、この生成物は
現在の技術によって得ることができる生成物よりもいく
つかの点ですぐれる。また、シートの製造、積層、フィ
ラメントの巻き取りなどの種々の長繊維作業からのスク
ラップを再生して、高い性能の材料にすることができ
る。再生可能性の特性は、炭素繊維のような高価な原料
を用いて作業するとき、大きい経済的意味を有する。
Example 49 Examples 32-38, including certain materials with excess resin.
Various pieces of scrap material produced from B.S.A. were broken and fed to a conventional screw extruder and compounded to form granules. The granules contained carbon fibers with a thickness of up to 0.25 mm. These granules, according to the usual molding technique,
Injection molded under standard operating conditions for filled PEEK. The molded product had the properties as shown in the following table. In addition, these properties, manufactured by ordinary compounding work,
Compare to the properties of the best available commercial grade carbon fiber filled PEEK: Scrap formulation Weight% of best commercial grade carbon fiber 55 30 Modulus 32 GN / m 2 13 GN / m 2 Tensile strength 250 MN / m 2 190 MN / m 2 surface quality excellent excellent As is apparent from this example, the product of the invention can be converted into a product for common processing methods, which product can be obtained by the state of the art. Better in some ways than things. Also, scrap from various long fiber operations, such as sheet production, lamination, and filament winding, can be reclaimed into high performance materials. The renewable nature has great economic implications when working with expensive raw materials such as carbon fiber.

【0140】実施例50 実施例29の方法に従って作業するときのロービング中
の最適の張力を、6000本のフィラメントを含有する
個々のロービングにおいて、含浸前および引っ張り段階
において張力を測定することによって、決定した(14
本のロービングを実施例29において使用し、そして作
業の張力は実際には下記の値の14倍であろう)。下記
の値は、特定のロービング、ポリマーの種類および使用
した装置について、最小の作業張力(ケース1)および
最大の作業張力(ケース2)であると判断した。ケース
1の値より小さい張力値を用いると、製造されたテープ
中に繊維の不整列と裂けが存在した。ケース2の値より
も大きい張力値を用いると、繊維の摩耗が観察され、そ
して解放された繊維がバンド上に蓄積した。異なる条件
(ロービング、ポリマーの種類など)の組について、得
られる値は異なるが、容易に最適化して、すぐれた品質
の生成物を得ることができた。
Example 50 The optimum tension during roving when operating according to the method of Example 29 is determined by measuring the tension in individual rovings containing 6000 filaments before impregnation and in the tensioning stage. Did (14
Book roving was used in Example 29, and the working tension will actually be 14 times the value below). The values below were determined to be the minimum working tension (case 1) and the maximum working tension (case 2) for the particular roving, polymer type and equipment used. Using tension values less than those of Case 1, there were fiber misalignments and tears in the tapes produced. With tension values higher than those in Case 2, fiber wear was observed and released fibers accumulated on the band. Although different values were obtained for different sets of conditions (roving, polymer type, etc.), they could be easily optimized to give excellent quality products.

【0141】 含浸前の張力 引っ張り張力 ケース1 0.14kg 2.4kg ケース2 0.37kg 3.8kgTension before impregnation Tensile tension Case 1 0.14 kg 2.4 kg Case 2 0.37 kg 3.8 kg

【0142】[0142]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、繊維強化ペレット構造物において、 イ)繊維含有量を増加できる、 ロ)含浸ポリマーによってぬらされる個々のフィラメン
トのぬれの度合を高めることができる、 ハ)ペレット構造物を成形品となす場合、得られる成形
品の外観状態が良好となる、 ニ)ペレット構造物を成形品となす場合、フィラメント
の長さにロスが生じることがない、 などの効果を得ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the fiber reinforced pellet structure, (a) the fiber content can be increased, (b) the degree of wetting of individual filaments wetted by the impregnated polymer C) When a pellet structure is used as a molded product, the appearance of the molded product obtained is good. D) When a pellet structure is used as a molded product, there is a loss in filament length. You can obtain effects such as never.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 8134597 (32)優先日 1981年11月17日 (33)優先権主張国 イギリス(GB) (31)優先権主張番号 8134598 (32)優先日 1981年11月17日 (33)優先権主張国 イギリス(GB) (72)発明者 フレデリック ニール コグスウェル イギリス国,ハーツ エーエル7 1エイ チデー,ウェルウィン ガーデン シテ ィ,ベセマー ロード,ピー オー ボッ クス ナンバー 6 (72)発明者 デビット ジョン ヘッゼル イギリス国,ハーツ エーエル7 1エイ チデー,ウェルウィン ガーデン シテ ィ,ベセマー ロード,ピー オー ボッ クス ナンバー 6 (72)発明者 ピーター ジョン ウィリアムス イギリス国,ハーツ エーエル7 1エイ チデー,ウェルウィン ガーデン シテ ィ,ベセマー ロード,ピー オー ボッ クス ナンバー 6 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number 8134597 (32) Priority date November 17, 1981 (33) Priority claim country United Kingdom (GB) (31) Priority claim number 8134598 (32) Priority date November 17, 1981 (33) Priority countries United Kingdom (GB) (72) Inventor Frederick Neil Cogswell United Kingdom, Hertz AE 71 1H Day, Welwyn Garden City, Bethemer Road, Pea Box No. 6 (72) Inventor David John Hezel United Kingdom, Hertz Ahl 71 1st Day, Welwyn Garden City, Bethemer Road, Peaux Box No. 6 (72) Inventor Peter John Williams United Kingdom, Ha Tsu vinylethers 7 1 EI Chide, Welwyn Garden Citi, Besema load, peak O box number 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3〜100mmの長さを有し、そして熱可
塑性樹脂と、少なくとも30容量%の平行に整列された
強化用フィラメントとを含むペレット構造物であって、 該ペレット構造物が、次式(I)により定義されるボイ
ド含量: 【数1】 が15%未満である連続した構造物を細断したペレット
の形を有しており、そして該ペレット構造物中に含まれ
る個々のフィラメントが、溶融物引出成形法において前
記熱可塑性樹脂によって実質的にぬらされているもので
あること、及び前記ペレット構造物が、射出成形して、
成形後に得られる成形品中のフィラメントがランダムに
分散せしめられた個々のフィラメントの形を有しており
かつ該フィラメントの少なくとも50重量%が少なくと
も3mmの長さを保持しているような成形品に成形可能で
あること、を特徴とする熱成形用繊維強化ペレット構造
物。
1. A pellet structure having a length of 3 to 100 mm and comprising a thermoplastic resin and at least 30% by volume of parallel aligned reinforcing filaments, said pellet structure comprising: Void content defined by the following formula (I): Of less than 15% has the form of pellets chopped into a continuous structure, and the individual filaments contained in the pellet structure are substantially separated by the thermoplastic resin in a melt pultrusion process. That the pellet structure is injection molded,
A molded article in which the filaments in the molded article obtained after molding have the form of randomly dispersed individual filaments and at least 50% by weight of the filaments have a length of at least 3 mm. A fiber-reinforced pellet structure for thermoforming, characterized by being moldable.
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